TWI785910B

TWI785910B - 光學感測裝置及包含其之電子裝置

Info

Publication number: TWI785910B
Application number: TW110144599A
Authority: TW
Inventors: 呂詩樺; 謝尚瑋; 丘兆仟
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2022-12-01
Also published as: TWI785792B; TWI785858B; TWI798824B; TW202247431A; TWI798878B; TW202247032A; TW202247035A; TW202247435A; TWI798848B; TWI825489B; TWI789055B; TWI785838B; TW202247437A; TW202247034A; TW202247438A; TW202247033A; TW202247436A; TW202247432A; TWI777742B

Abstract

一種光學感測裝置，包括：基板、感測元件層、遮光層以及吸光層。基板具有相對的第一表面及第二表面。感測元件層位於第一表面上，且包括多個感測元件。遮光層位於感測元件層上，且具有多個開口，其中開口於基板的正投影重疊感測元件於基板的正投影。吸光層位於第二表面上。此外，還提出一種包括上述光學感測裝置的電子裝置。

Description

光學感測裝置及包含其之電子裝置

本發明是有關於一種感測裝置及包含其之電子裝置，且特別是有關於一種光學感測裝置及包含其之電子裝置。

為了提供建構智慧生活環境所需的資訊，各式感測器已廣泛應用於日常生活中，例如，用於感測指紋、靜脈圖像等生物特徵的各式光學感測器。然而，測試結果顯示，在強光照射（例如約100K lux的太陽光）下以手指按壓感測器時，常會出現黑影或影像模糊的情況。分析其中可能原因之一為光穿透感測器後經下方部件（例如具反射表面的元件）反射導致感測雜訊增加所致。此外，可能原因之二為光學感測器需搭配光準直結構來提高感測解析度，而照射光進入感測器後經光準直結構反射所產生的雜散光也會造成感測器的感測雜訊增加，導致感測器的感測解析度降低。

本發明提供一種光學感測裝置，具有提高的感測解析度。

本發明的一個實施例提出一種光學感測裝置，包括：基板，具有相對的第一表面及第二表面；感測元件層，位於第一表面上，且包括多個感測元件；第一遮光層，位於感測元件層上，且具有多個第一開口，其中第一開口於基板的正投影重疊感測元件於基板的正投影；以及第一吸光層，位於第二表面上。

在本發明的一實施例中，上述的光學感測裝置具有感測區及非感測區，非感測區圍繞感測區，且多個感測元件位於感測區。

在本發明的一實施例中，上述的第一吸光層於基板的正投影重疊感測區於基板的正投影。

在本發明的一實施例中，上述的第一吸光層於基板的正投影重疊非感測區於基板的正投影。

在本發明的一實施例中，上述的第一吸光層於基板的正投影重疊感測區及非感測區於基板的正投影。

在本發明的一實施例中，上述的光學感測裝置還包括蓋板，與基板相對，且感測元件層及第一遮光層位於蓋板與基板之間。

在本發明的一實施例中，上述的光學感測裝置還包括第二吸光層，位於蓋板上與第一遮光層相對的一側，且第二吸光層於蓋板的正投影重疊非感測區於蓋板的正投影。

在本發明的一實施例中，上述的光學感測裝置還包括濾光層，位於蓋板上與第一遮光層相對的一側，且濾光層於蓋板的正投影重疊感測區於蓋板的正投影。

在本發明的一實施例中，上述的第一遮光層包括第一金屬層及第一金屬氧化物層，第一金屬層位於第一金屬氧化物層與感測元件層之間，且第一金屬氧化物層的厚度介於450Å至850Å之間。

在本發明的一實施例中，上述的光學感測裝置還包括抗反射層，位於第一遮光層與感測元件層之間。

在本發明的一實施例中，上述的抗反射層具有多個第二開口，且第二開口於基板的正投影重疊感測元件於基板的正投影。

在本發明的一實施例中，上述的光學感測裝置還包括抗反射層，位於感測元件層與基板之間。

在本發明的一實施例中，上述的抗反射層包括第二金屬層及第二金屬氧化物層，且第二金屬氧化物層位於感測元件層與第二金屬層之間。

本發明的另一個實施例提出一種電子裝置，包括：如上所述的光學感測裝置；顯示面板，位於光學感測裝置的第一側；以及具反射表面的元件，位於光學感測裝置的第二側，且第二側與第一側相對。

在本發明的一實施例中，上述的具反射表面的元件為導電元件、散熱元件、屏蔽元件或電池。

在本發明的一實施例中，上述的光學感測裝置還包括第二吸光層，位於顯示面板與光學感測裝置的非感測區之間。

在本發明的一實施例中，上述的光學感測裝置還包括濾光層，位於顯示面板與光學感測裝置的感測區之間。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

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。相反地，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」可為二元件間存在其它元件。

應當理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、層及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的第一「元件」、「部件」、「區域」、「層」或「部分」可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本文的教導。

這裡使用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非內容清楚地指示，否則單數形式「一」、「一個」和「該」旨在包括複數形式，包括「至少一個」或表示「及/或」。如本文所使用的，術語「及/或」包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語「包含」及/或「包括」指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件及/或部件的存在，但不排除一個或多個其它特徵、區域、整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

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，則被描述為在其他元件的「下」側的元件將被定向在其他元件的「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」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「下」或「下方」可以包括上方和下方的取向。

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），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。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。

圖1A是依照本發明一實施例的光學感測裝置10的剖面示意圖。圖1B是圖1A的光學感測裝置10的區域I的放大示意圖。首先，請參照圖1A，光學感測裝置10包括：基板SB，具有相對的第一表面S1及第二表面S2；感測元件層110，位於第一表面S1上，且包括多個感測元件112；第一遮光層121，位於感測元件層110上，且具有多個開口O1，開口O1於基板SB的正投影重疊感測元件112於基板SB的正投影；以及吸光層LAa，位於第二表面S2上。

在本發明的一實施例的光學感測裝置10中，藉由於基板SB的第二表面S2上設置吸光層LAa，能夠吸收貫穿光學感測裝置10的光束LB1的反射光，以減少感測元件112的感測雜訊，從而提高光學感測裝置10的感測解析度。

以下，配合圖1A至圖1B，繼續說明光學感測裝置10的各個元件的實施方式，但本發明不以此為限。

在本實施例中，光學感測裝置10的基板SB可以是透明基板或不透明基板，其材質可以是陶瓷基板、石英基板、玻璃基板、高分子基板或其他適合的材質，但不限於此。

在本實施例中，感測元件層110可以包括多個感測元件112以及平坦層PL1。舉例而言，請參照圖1B，感測元件層110的平坦層PL1可以包括平坦層PL1a及平坦層PL1b。感測元件112可以是可見光指紋感測元件或不可見光指紋感測元件，例如紅外光指紋感測元件。舉例而言，感測元件112可以包括電極E1、感測層SR以及電極E2，感測層SR可以位於電極E1與電極E2之間，且電極E2可以位於平坦層PL1a與平坦層PL1b之間。

具體而言，電極E1的材質可以是鉬、鋁、鈦、銅、金、銀或其他導電材料、或上述兩種以上之材料的合金組合或堆疊。感測層SR的材質可以是富矽氧化物（Silicon-Rich Oxide，SRO）、摻雜鍺之富矽氧化物或其他合適的材料。電極E2的材質較佳為透明導電材料，例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物或其他合適的氧化物或者是上述至少二者之堆疊層。平坦層PL1a、PL1b的材質可以包括有機材料，例如壓克力(acrylic)材料、矽氧烷(siloxane)材料、聚醯亞胺(polyimide)材料、環氧樹脂(epoxy)材料或上述材料的疊層，但不限於此。

請參照圖1B，在一些實施例中，感測元件層110還可以包括多個開關元件TR、閘極絕緣層GI以及層間絕緣層IL，且多個開關元件TR可以分別電性連接多個感測元件112，以個別控制感測元件112的操作。舉例而言，開關元件TR可以由半導體層TC、閘極TG、源極TS與汲極TD所構成。半導體層TC重疊閘極TG的區域可視為開關元件TR的通道區。閘極絕緣層GI位於閘極TG與半導體層TC之間，層間絕緣層IL位於源極TS與閘極TG之間以及汲極TD與閘極TG之間。閘極TG及源極TS可分別接收來自例如驅動元件的訊號，且感測元件112的電極E1可以實體連接或電性連接汲極TD。當閘極TG接收訊號而開啟開關元件TR時，可使源極TS接收的訊號通過汲極TD傳遞至感測元件112的電極E1。

舉例而言，半導體層TC的材質可以包括矽質半導體材料（例如多晶矽、非晶矽等）、氧化物半導體材料或有機半導體材料，而閘極TG、源極TS以及汲極TD的材質可包括導電性良好的金屬（例如鋁、鉬、鈦、銅）、合金、或上述金屬及/或合金之疊層，但不限於此。閘極絕緣層GI以及層間絕緣層IL的材質可以包括透明的絕緣材料，例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、上述材料的疊層或其他適合的材料。

在本實施例中，第一遮光層121的開口O1允許光線進入感測元件112的感測層SR，藉以調控感測層SR的收光範圍。在一些實施例中，第一遮光層121可以包括金屬層M1以及金屬氧化物層B1，其中，金屬層M1可以位於金屬氧化物層B1與感測元件層110之間，且金屬氧化物層B1可以由金屬層M1進行氧化及黑化所形成。舉例而言，金屬層M1可以包含鉬（Mo），且金屬氧化物層B1可以包含由鉬進行氧化及黑化所形成的鉬鉭氧化物（MoTaOx）。在一些實施例中，金屬層M1可以包含鈦（Ti），且金屬氧化物層B1可以包含鈦氧化物（TiOx）。在一些實施例中，金屬層M1可以包含鈮（Nb），且金屬氧化物層B1可以包含鈮氧化物（NbOx）。在某些實施例中，金屬層M1可以包含鎢（W），且金屬氧化物層B1可以包含鎢氧化物（WOx）。

在一些實施例中，金屬氧化物層B1在厚度介於約450Å至850Å之間時能夠表現出相對較低的反射率，同時產生相對較少的反射雜散光，因此能夠降低進入感測層SR的雜訊比，從而提高感測元件112的感測解析度。

在一些實施例中，光學感測裝置10還可以包括多個微透鏡結構ML。微透鏡結構ML位於第一遮光層121上，且微透鏡結構ML於基板SB的正投影分別重疊感測元件112於基板SB的正投影。較佳地，微透鏡結構ML的中心軸可以穿過開口O1及感測層SR。更佳地，微透鏡結構ML的中心軸可以與開口O1的中心軸重疊。微透鏡結構ML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。微透鏡結構ML能夠提升光準直，避免散射光或折射光所導致的漏光或混光問題產生，進而減少光損耗。

在一些實施例中，光學感測裝置10還可以包括第二遮光層122，第二遮光層122位於第一遮光層121上，且第二遮光層122與第一遮光層121之間可以設置平坦層PL2。第二遮光層122可以具有開口O2，且開口O2於基板SB的正投影重疊開口O1於基板SB的正投影。較佳地，開口O2的中心軸可以重疊開口O1的中心軸。如此一來，開口O2搭配開口O1能夠調控感測層SR的收光角度，藉以實現光準直設計。

在一些實施例中，第二遮光層122可以包括金屬層M2及金屬氧化物層B2，且金屬層M2可以位於金屬氧化物層B2與第一遮光層121之間。與第一遮光層121類似，第二遮光層122的金屬氧化物層B2可以由金屬層M2進行氧化及黑化所形成。舉例而言，當金屬層M2包含Mo時，金屬氧化物層B2可以包含MoTaOx；當金屬層M2包含Ti時，金屬氧化物層B2可以包含TiOx；當金屬層M2包含Nb時，金屬氧化物層B2可以包含NbOx；而當金屬層M2包含W時，金屬氧化物層B2可以包含WOx。在一些實施例中，當金屬氧化物層B2的厚度介於約450Å至850Å之間時，金屬氧化物層B2能夠表現出相對較低的反射率，使得進入感測層SR的反射雜散光能夠減到最少，藉以降低進入感測層SR的雜訊比，而提高感測元件112的感測解析度。

在一些實施例中，光學感測裝置10還可以包括第三遮光層123，第三遮光層123可以位於第二遮光層122上，且第三遮光層123與第二遮光層122之間可以設置平坦層PL3。第三遮光層123可以具有開口O3，微透鏡結構ML可以設置於開口O3中，且開口O3於基板SB的正投影可以重疊開口O1、O2於基板SB的正投影，開口O3的口徑可以大於開口O1、O2的口徑。較佳地，開口O3與開口O1、O2及微透鏡結構ML的中心軸可以重疊。如此一來，微透鏡結構ML搭配開口O1、O2能夠調控感測層SR的收光角度，藉以實現光準直設計。在一些實施例中，由於第三遮光層123的開口O3可以具有較大的口徑，因此第三遮光層123的材質可以包括黑色樹脂或石墨等材料。

在一些實施例中，第三遮光層123可以包括金屬層M3及金屬氧化物層B3，且金屬層M3可以位於金屬氧化物層B3與第二遮光層122之間。與第一遮光層121、122類似，第三遮光層123的金屬氧化物層B3可以由金屬層M3進行氧化及黑化所形成。舉例而言，當金屬層M3包含Mo時，金屬氧化物層B3可以包含MoTaOx；當金屬層M3包含Ti時，金屬氧化物層B3可以包含TiOx；當金屬層M3包含Nb時，金屬氧化物層B3可以包含NbOx；而當金屬層M3包含W時，金屬氧化物層B3可以包含WOx。在一些實施例中，當金屬氧化物層B3的厚度介於約450Å至850Å之間時，金屬氧化物層B3能夠表現出相對較低的反射率，使得進入感測層SR的反射雜散光能夠減到最少，藉以降低進入感測層SR的雜訊比，進而提高感測元件112的感測解析度。

在一些實施例中，平坦層PL2、PL3的材質可以包括有機材料，例如壓克力(acrylic)材料、矽氧烷(siloxane)材料、聚醯亞胺(polyimide)材料、環氧樹脂(epoxy)材料或上述材料的疊層，但不限於此。

在本實施例中，光學感測裝置10可以具有感測區SA及非感測區NA，其中，感測元件112可以位於感測區SA，且吸光層LAa於基板SB的正投影可以重疊感測區SA於基板SB的正投影。也就是說，吸光層LAa可以設置於感測區SA。如此一來，光束LB1穿過微透鏡結構ML及開口O2、O1後再經感測元件112及金屬層M1反射的雜散光可被吸光層LAa吸收，而不會再被反射至感測元件112而增加感測雜訊。

在一些實施例中，感測區SA可以位於光學感測裝置10的中心區域，且非感測區NA可以位於光學感測裝置10的周邊區域。舉例而言，非感測區NA可以圍繞感測區SA，但不限於此。在一些實施例中，吸光層LAa的材質可以包括黑色樹脂，但不以此為限。

以下，使用圖2至圖6繼續說明本發明的其他實施例，並且，沿用圖1A至圖1B的實施例的元件標號與相關內容，其中，採用相同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，可參考圖1A至圖1B的實施例，在以下的說明中不再重述。

圖2是依照本發明一實施例的光學感測裝置20的剖面示意圖。光學感測裝置20包括：基板SB，具有相對的第一表面S1及第二表面S2；感測元件層110，位於第一表面S1上，且包括多個感測元件112；第一遮光層121，位於感測元件層110上，且具有多個開口O1，開口O1於基板SB的正投影重疊感測元件112於基板SB的正投影；以及吸光層LAb，位於第二表面S2上。

與如圖1A至圖1B所示的光學感測裝置10相比，圖2所示的光學感測裝置20的不同之處在於：吸光層LAb於基板SB的正投影重疊非感測區NA於基板SB的正投影。換言之，光學感測裝置20的吸光層LAb可以設置於非感測區NA。如此一來，光束LB2穿過平坦層PL3、PL2、PL1以及基板SB之後可被吸光層LAb吸收，而不會再被反射至感測元件112而增加感測雜訊，使得光學感測裝置20能夠具有提高的感測解析度。

在一些實施例中，光學感測裝置20還可以包括如上所述的第二遮光層122、第三遮光層123、多個微透鏡結構ML以及平坦層PL2、PL3，使得第一遮光層121的開口O1、第二遮光層122的開口O2以及微透鏡結構ML能夠調控感測元件112的收光角度，藉以實現光準直設計。雖然圖1A以及圖2圖示第一遮光層121、第二遮光層122以及第三遮光層123僅位於感測區SA，但不限於此。在一些實施例中，第一遮光層121、第二遮光層122以及第三遮光層123也可以位於非感測區NA。

圖3是依照本發明一實施例的光學感測裝置30的剖面示意圖。光學感測裝置30包括：基板SB，具有相對的第一表面S1及第二表面S2；感測元件層110，位於第一表面S1上，且包括多個感測元件112；第一遮光層121，位於感測元件層110上，且具有多個開口O1，開口O1於基板SB的正投影重疊感測元件112於基板SB的正投影；以及吸光層LA1，位於第二表面S2上。

與如圖1A至圖1B所示的光學感測裝置10相比，圖3所示的光學感測裝置30的不同之處在於：吸光層LA1可以包括吸光層LAa及吸光層LAb，且吸光層LA1於基板SB的正投影重疊感測區SA及非感測區NA於基板SB的正投影。換言之，光學感測裝置20的吸光層LA1可以位於感測區SA及非感測區NA。如此一來，光束LB1穿過微透鏡結構ML及開口O2、O1後再經感測元件112及金屬層M1反射的雜散光可被吸光層LAa吸收，同時，光束LB2穿過平坦層PL3、PL2、PL1以及基板SB之後可被吸光層LAb吸收，而不會再被反射至感測元件112而增加感測雜訊，使得光學感測裝置30能夠具有提高的感測解析度。

在一些實施例中，光學感測裝置30還可以包括如上所述的第二遮光層122、第三遮光層123、多個微透鏡結構ML以及平坦層PL2、PL3，且第一遮光層121的開口O1、第二遮光層122的開口O2以及微透鏡結構ML能夠調控感測元件112的收光角度，藉以實現光準直設計。

圖4是依照本發明一實施例的光學感測裝置40的剖面示意圖。光學感測裝置40包括：基板SB，具有相對的第一表面S1及第二表面S2；感測元件層110，位於第一表面S1上，且包括多個感測元件112；第一遮光層121，位於感測元件層110上，且具有多個開口O1，開口O1於基板SB的正投影重疊感測元件112於基板SB的正投影；以及吸光層LAb，位於第二表面S2上。

與如圖2所示的光學感測裝置20相比，圖4所示的光學感測裝置40的不同之處在於：光學感測裝置40還包括抗反射層AR1，且抗反射層AR1位於第一遮光層121與感測元件層110之間。

在本實施例中，抗反射層AR1可以具有多個開口O4，且開口O4可以重疊第一遮光層121的開口O1。換言之，開口O4於基板SB的正投影可以重疊開口O1及感測元件112於基板SB的正投影。另外，第一遮光層121的金屬層M1可以夾於金屬氧化物層B1與抗反射層AR1之間，且抗反射層AR1與金屬氧化物層B1的材料可以相同，用以防止金屬層M1的反射光進入感測元件112，以提高感測元件112的感測解析度。雖然圖4圖示抗反射層AR1僅位於感測區SA，但不限於此。在一些實施例中，抗反射層AR1也可以位於非感測區NA。

在一些實施例中，光學感測裝置40還可以包括如上所述的第二遮光層122、第三遮光層123、多個微透鏡結構ML以及平坦層PL2、PL3，且第一遮光層121的開口O1、抗反射層AR1的開口O4、第二遮光層122的開口O2以及微透鏡結構ML能夠調控感測元件112的收光角度，藉以實現光準直設計。

圖5是依照本發明一實施例的光學感測裝置50的剖面示意圖。光學感測裝置50包括：基板SB，具有相對的第一表面S1及第二表面S2；感測元件層110，位於第一表面S1上，且包括多個感測元件112；第一遮光層121，位於感測元件層110上，且具有多個開口O1，開口O1於基板SB的正投影重疊感測元件112於基板SB的正投影；以及吸光層LAb，位於第二表面S2上。

與如圖2所示的光學感測裝置20相比，圖5所示的光學感測裝置50的不同之處在於：光學感測裝置50還包括抗反射層AR2，且抗反射層AR2位於感測元件層110與基板SB之間。

在本實施例中，抗反射層AR2可以具有多個開口O5，且開口O5於基板SB的正投影可以重疊感測元件112於基板SB的正投影。在一些實施例中，光學感測裝置50還可以包括平坦層PL4，且平坦層PL4可以設置於抗反射層AR2與感測元件層110之間。然而，在一些實施例中，抗反射層AR2可以毯覆於整個基板SB上，而不具任何開口。

在一些實施例中，抗反射層AR2可以包括金屬層M4以及金屬氧化物層B4，且金屬氧化物層B4可以位於感測元件層110與金屬層M4之間。抗反射層AR2可以防止光束LB1被感測元件112及金屬層M1反射之後穿透至基板SB下方，從而減少基板SB下方的部件反射生成的感測雜訊。

抗反射層AR2與第一遮光層121的材質可以相似。舉例而言，抗反射層AR2的金屬氧化物層B4可以由金屬層M4進行氧化及黑化所形成。例如，當金屬層M4包含Mo時，金屬氧化物層B4可以包含MoTaOx。在一些實施例中，金屬層M4可以包含Ti，且金屬氧化物層B4可以包含TiOx。在一些實施例中，金屬層M4可以包含Nb，且金屬氧化物層B4可以包含NbOx。在某些實施例中，金屬層M4可以包含W，且金屬氧化物層B4可以包含WOx。在一些實施例中，平坦層PL4的材質可以包括有機材料，例如壓克力(acrylic)材料、矽氧烷(siloxane)材料、聚醯亞胺(polyimide)材料、環氧樹脂(epoxy)材料或上述材料的疊層，但不限於此。

在一些實施例中，光學感測裝置50還可以包括如上所述的第二遮光層122、第三遮光層123、多個微透鏡結構ML以及平坦層PL2、PL3，使得第一遮光層121的開口O1、第二遮光層122的開口O2以及微透鏡結構ML能夠調控感測元件112的收光角度，藉以實現光準直設計。

圖6是依照本發明一實施例的電子裝置100的剖面示意圖。電子裝置100可以包括：光學感測裝置60；顯示面板PN，位於光學感測裝置60上方；以及具反射表面的元件BA，位於光學感測裝置60下方。

在本實施例中，具反射表面的元件BA可以是電池，但不以此為限。在一些實施例中，具反射表面的元件BA可以是導電元件，例如表面設置有金屬膜層的連接器。在某些實施例中，具反射表面的元件BA可以是表面設置有散熱片的散熱元件。在其他實施例中，具反射表面的元件BA可以是表面設置有屏蔽膜層的屏蔽元件。

在本實施例中，光學感測裝置60可以包括：基板SB，具有相對的第一表面S1及第二表面S2；感測元件層110，位於第一表面S1上，且包括多個感測元件112；第一遮光層121，位於感測元件層110上，且具有多個開口O1，開口O1於基板SB的正投影重疊感測元件112於基板SB的正投影；以及吸光層LA1，位於基板SB的第二表面S2與具反射表面的元件BA之間。

與如圖3所示的光學感測裝置30相比，圖6所示的光學感測裝置60的不同之處在於：光學感測裝置60還包括蓋板CV，蓋板CV與基板SB相對，且感測元件層110及第一遮光層121可以位於蓋板CV與基板SB之間。蓋板CV可以是透明基板，其材質可以是石英基板、玻璃基板、高分子基板或其他適合的材質，但不限於此。

在一些實施例中，光學感測裝置60還可以包括如上所述的第二遮光層122、第三遮光層123、多個微透鏡結構ML以及平坦層PL2、PL3，使得第一遮光層121的開口O1、第二遮光層122的開口O2以及第三遮光層123的開口O3中的微透鏡結構ML能夠調控感測元件112的收光角度，藉以實現光準直設計。

在一些實施例中，光學感測裝置60還可以包括間隙物SM，間隙物SM能夠使蓋板CV與第三遮光層123之間保持穩定的間距GP，同時避免微透鏡結構ML壓傷，進而改善光學聚焦點與收光角度的調控，以提高光學感測裝置60的感測解析度。

在一些實施例中，光學感測裝置60還可以包括吸光層LA2，且吸光層LA2可以位於蓋板CV上與第一遮光層121相對的一側。具體而言，蓋板CV可以具有相對的第一表面C1及第二表面C2，第二表面C2可以面向第一遮光層121，且吸光層LA2可以位於蓋板CV的第一表面C1。另外，吸光層LA2於蓋板CV的正投影可以重疊非感測區NA於蓋板CV的正投影。換言之，吸光層LA2可以位於光學感測裝置60的非感測區NA與顯示面板PN之間。如此一來，進入非感測區NA的光束LB2在穿過吸光層LA2時可被吸光層LA2吸收一部分光線，而另一部分光線在穿過蓋板CV、平坦層PL3、PL2、PL1以及基板SB之後可再被吸光層LAb吸收，以免被具反射表面的元件BA反射而增加光學感測裝置60的感測雜訊。

在一些實施例中，光學感測裝置60還可以包括濾光層LF，其中，濾光層LF可以位於顯示面板PN與光學感測裝置60之間，吸光層LA2可以位於濾光層LF與蓋板CV之間，且濾光層LF於蓋板CV的正投影至少重疊感測區SA於蓋板CV的正投影。在一些實施例中，濾光層LF於蓋板CV的正投影可以重疊感測區SA及部分的非感測區NA於蓋板CV的正投影。在一些實施例中，濾光層LF的材質可以包括例如色阻材料，但不限於此。如此一來，進入感測區SA的光束LB1在穿過濾光層LF時可被濾光層LF吸收一部分光線（例如不可見光），而其餘的光線（例如可見光）在穿過微透鏡結構ML以及開口O2、O1後再經感測元件112及金屬層M1反射而產生的雜散光則可被吸光層LAa吸收，藉以減少光學感測裝置60的感測雜訊。

綜上所述，本發明的光學感測裝置藉由於基板的第二表面上設置吸光層，能夠減少貫穿光學感測裝置的光束的反射雜散光產生的感測雜訊，進而提高光學感測裝置的感測解析度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10、20、30、40、50、60：光學感測裝置 100：電子裝置 110：感測元件層 112：感測元件 121：第一遮光層 122：第二遮光層 123：第三遮光層 AR1、AR2：抗反射層 B1、B2、B3、B4：金屬氧化物層 BA：具反射表面的元件 C1：第一表面 C2：第二表面 CV：蓋板 E1、E2：電極 GI：閘極絕緣層 GP：間距 I：區域 IL：層間絕緣層 LA1、LA2、LAa、LAb：吸光層 LB1、LB2：光束 LF：濾光層 M1、M2、M3、M4：金屬層 ML：微透鏡結構 NA：非感測區 O1、O2、O3、O4、O5：開口 PL1、PL1a、PL1b、PL2、PL3、PL4：平坦層 PN：顯示面板 S1：第一表面 S2：第二表面 SA：感測區 SB：基板 SM：間隙物 SR：感測層 TC：半導體層 TD：汲極 TG：閘極 TR：開關元件 TS：源極

圖1A是依照本發明一實施例的光學感測裝置10的剖面示意圖。圖1B是圖1A的光學感測裝置10的區域I的放大示意圖。圖2是依照本發明一實施例的光學感測裝置20的剖面示意圖。圖3是依照本發明一實施例的光學感測裝置30的剖面示意圖。圖4是依照本發明一實施例的光學感測裝置40的剖面示意圖。圖5是依照本發明一實施例的光學感測裝置50的剖面示意圖。圖6是依照本發明一實施例的電子裝置100的剖面示意圖。

10：光學感測裝置 110：感測元件層 112：感測元件 121：第一遮光層 122：第二遮光層 123：第三遮光層 B1、B2、B3：金屬氧化物層 I：區域 LAa：吸光層 LB1：光束 M1、M2、M3：金屬層 ML：微透鏡結構 NA：非感測區 O1、O2、O3：開口 PL1、PL2、PL3：平坦層 S1：第一表面 S2：第二表面 SA：感測區 SB：基板

Claims

一種電子裝置，包括：光學感測裝置，包括：基板，具有相對的第一表面及第二表面；感測元件層，位於所述第一表面上，且包括多個感測元件；第一遮光層，位於所述感測元件層上，且具有多個第一開口，其中所述第一開口於所述基板的正投影重疊所述感測元件於所述基板的正投影；以及第一吸光層，位於所述第二表面上；顯示面板，位於所述光學感測裝置的第一側；以及具反射表面的元件，位於所述光學感測裝置的第二側，且所述第二側與所述第一側相對，其中所述第一吸光層位於所述基板與所述具反射表面的元件之間。
如請求項1所述的電子裝置，其中所述光學感測裝置具有感測區及非感測區，所述非感測區圍繞所述感測區，且所述多個感測元件位於所述感測區。
如請求項2所述的電子裝置，其中所述第一吸光層於所述基板的正投影重疊所述感測區於所述基板的正投影。
如請求項2所述的電子裝置，其中所述第一吸光層於所述基板的正投影重疊所述非感測區於所述基板的正投影。
如請求項2所述的電子裝置，其中所述第一吸光層於所述基板的正投影重疊所述感測區及所述非感測區於所述基板的正投影。
如請求項2所述的電子裝置，還包括蓋板，與所述基板相對，且所述感測元件層及所述第一遮光層位於所述蓋板與所述基板之間。
如請求項6所述的電子裝置，還包括第二吸光層，位於所述蓋板上與所述第一遮光層相對的一側，且所述第二吸光層於所述蓋板的正投影重疊所述非感測區於所述蓋板的正投影。
如請求項6所述的電子裝置，還包括濾光層，位於所述蓋板上與所述第一遮光層相對的一側，且所述濾光層於所述蓋板的正投影重疊所述感測區於所述蓋板的正投影。
如請求項1所述的電子裝置，其中所述第一遮光層包括第一金屬層及第一金屬氧化物層，所述第一金屬層位於所述第一金屬氧化物層與所述感測元件層之間，且所述第一金屬氧化物層的厚度介於450Å至850Å之間。
如請求項1所述的電子裝置，還包括抗反射層，位於所述第一遮光層與所述感測元件層之間。
如請求項10所述的電子裝置，其中所述抗反射層具有多個第二開口，且所述第二開口於所述基板的正投影重疊所述感測元件於所述基板的正投影。
如請求項1所述的電子裝置，還包括抗反射層，位於所述感測元件層與所述基板之間。
如請求項12所述的電子裝置，其中所述抗反射層包括第二金屬層及第二金屬氧化物層，且所述第二金屬氧化物層位於所述感測元件層與所述第二金屬層之間。
如請求項1所述的電子裝置，其中所述具反射表面的元件為導電元件、散熱元件、屏蔽元件或電池。
如請求項1所述的電子裝置，其中所述光學感測裝置還包括第二吸光層，位於所述顯示面板與所述光學感測裝置的非感測區之間。
如請求項1所述的電子裝置，其中所述光學感測裝置還包括濾光層，位於所述顯示面板與所述光學感測裝置的感測區之間。