TWI791397B - 感測裝置 - Google Patents
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Abstract
一種感測裝置，包括：第一基板、第一感測元件、發光元件以及遮光層。第一感測元件位於第一基板上。發光元件位於第一感測元件上。遮光層位於發光元件與第一感測元件之間，且電性連接發光元件。
Description
本發明是有關於一種光電裝置，且特別是有關於一種感測裝置。
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。舉例來說，手機可配備具有指紋辨識功能的感測元件用於解鎖。由於指紋的高低起伏能夠產生不同強度的反射光，感測元件可藉由偵測手指指紋反射的光線而產生不同大小的電流，進而分辨指紋的形狀。換言之，指紋感測元件需要配合光源來進行感測。然而，如何簡化光源與感測元件的整合結構仍是業界尋求改進的目標之一。
本發明提供一種感測裝置，具有簡化的整合結構。
本發明的一個實施例提出一種感測裝置，包括：第一基板；第一感測元件，位於第一基板上；發光元件，位於第一感測元件上；以及遮光層，位於發光元件與第一感測元件之間，且電性連接發光元件。
在本發明的一實施例中，上述的第一感測元件於第一基板的正投影至少部分重疊發光元件於第一基板的正投影。
在本發明的一實施例中，上述的發光元件發可見光，且可見光包括至少兩種色光。
在本發明的一實施例中，上述的發光元件發不可見光。
在本發明的一實施例中，上述的感測裝置還包括光角控制層，位於遮光層與發光元件之間，且遮光層與光角控制層分別電性連接發光元件的兩個接墊。
在本發明的一實施例中，上述的感測裝置還包括第二感測元件，位於遮光層與發光元件之間。
在本發明的一實施例中，上述的第二感測元件的電極電性連接發光元件。
在本發明的一實施例中，上述的第二感測元件於第一基板的正投影至少部分重疊第一感測元件於第一基板的正投影。
在本發明的一實施例中，上述的第二感測元件於第一基板的正投影在第一感測元件於第一基板的正投影之外。
在本發明的一實施例中，上述的感測裝置還包括第二感測元件，且第一感測元件及第二感測元件位於發光元件的不同側。
在本發明的一實施例中，上述的第二感測元件於第一基板的正投影在發光元件於第一基板的正投影之外。
在本發明的一實施例中，上述的第二感測元件為有機光電二極體。
在本發明的一實施例中，上述的第一感測元件為指紋感測元件。
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「耦接」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。
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。
本文參考作為理想化實施例的示意圖的截面圖來描述示例性實施例。因此，可以預期到作為例如製造技術及/或公差的結果的圖示的形狀變化。因此，本文所述的實施例不應被解釋為限於如本文所示的區域的特定形狀，而是包括例如由製造導致的形狀偏差。例如，示出或描述為平坦的區域通常可以具有粗糙及/或非線性特徵。此外，所示的銳角可以是圓的。因此，圖中所示的區域本質上是示意性的，並且它們的形狀不是旨在示出區域的精確形狀，並且不是旨在限制權利要求的範圍。
圖1A是依照本發明一實施例的感測裝置10的局部上視示意圖。圖1B是沿圖1A的剖面線A-A’所作的剖面示意圖。為了使圖式的表達較為簡潔，圖1A示意性繪示第一基板110、感測元件120以及發光元件130，並省略其他構件及膜層。
請參照圖1A至圖1B，感測裝置10包括：第一基板110；第一感測元件120，位於第一基板110上；發光元件130，位於第一感測元件120上；以及遮光層140，位於發光元件130與第一感測元件120之間，且電性連接發光元件130。
在本發明的一實施例的感測裝置10中，藉由使第一感測元件120的遮光層140同時充當用於發光元件130的訊號線，能夠使感測裝置10具有簡化的整合結構。以下，配合圖1A至圖1B，繼續說明感測裝置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，第一基板110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當材質，但不限於此。第一基板110上可設置用以形成第一感測元件120、發光元件130、遮光層140以及其他訊號線、開關元件、儲存電容等的各種膜層。
在本實施例中，第一感測元件120可以是可見光感測元件，例如感測可見光的指紋感測元件，但不以此為限。舉例而言，第一感測元件120可以包括電極E11、感測層SR1以及電極E12，其中，電極E11可以位於第一基板110與感測層SR1之間，且感測層SR1可以位於電極E11與電極E12之間。在某些實施例中，第一感測元件120可以是不可見光感測元件，例如感測紅外光（IR）的指紋感測元件。
舉例而言，電極E11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SR1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E12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。
在一些實施例中，感測裝置10還可以包括平坦層P1，且平坦層P1可以設置於第一感測元件120的電極E11以及感測層SR1與電極E12之間。平坦層P1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，且後述的平坦層亦可具有與平坦層P1相同或相似的材質。
在一些實施例中，感測裝置10還可以包括位於第一感測元件120與第一基板110之間的開關元件T1，開關元件T1可以電性連接第一感測元件120的電極E11以及訊號線SL。當開關元件T1開啟時，來自訊號線SL的訊號可被傳遞至第一感測元件120的電極E11。在一些實施例中，感測裝置10還可以包括緩衝層B1，緩衝層B1可以設置於開關元件T1與第一基板110之間，以免第一基板110中的雜質遷移至開關元件T1中。
在一些實施例中，感測裝置10還可以包括絕緣層I1、I2，絕緣層I1、I2可以設置於開關元件T1與第一感測元件120的電極E11之間以及開關元件T1與訊號線SL之間，以避免不必要的電性連接。絕緣層I1、I2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，且後述的絕緣層亦可具有與絕緣層I1、I2相同或相似的材質。在一些實施例中，感測裝置10還可以包括設置於第一感測元件120與第一基板110之間的驅動電路，例如驅動元件、電源線、驅動訊號線、時序訊號線、檢測訊號線等等。
在本實施例中，遮光層140可以設置於第一感測元件120上，遮光層140具有開口O1，且開口O1於第一基板110的正投影可以完全重疊感測層SR1於第一基板110的正投影，藉以調控感測層SR1的收光範圍及收光量。遮光層140的材質可以包括金屬、金屬氧化物、金屬氮氧化物、黑色樹脂或石墨等材料、或上述材料之堆疊，但不限於此。在一些實施例中，感測裝置10還可以包括絕緣層I3，絕緣層I3可以設置於第一感測元件120的電極E12與遮光層140之間，以避免不必要的電性連接。
在一些實施例中，感測裝置10還可以包括光角控制層LA、平坦層P2以及絕緣層I4，其中，光角控制層LA位於遮光層140上，平坦層P2以及絕緣層I4可以設置於遮光層140與光角控制層LA之間且第一感測元件120的感測層SR1於第一基板110的正投影可以完全重疊光角控制層LA於第一基板110的正投影，或者，至少遮光層140的開口O1於第一基板110的正投影完全重疊光角控制層LA於第一基板110的正投影，且光角控制層LA還可沿著絕緣層I4的側壁W1朝向第一感測元件120延伸，使得光角控制層LA能夠遮擋來自第一感測元件120正上方及左上方的光線，且經手指FG反射的光線僅能從光角控制層LA與遮光層140之間的平坦層P2及絕緣層I4中的側向透光開口OP1進入第一感測元件120的感測層SR1。如此一來，僅有斜向大角度的光能夠通過開口OP1、O1而進入感測層SR1。經實驗證實，此種設計能夠有效提升第一感測元件120的感測效果。
發光元件130可以包括發光本體131、第一接墊132以及第二接墊133。在本實施例中，發光元件130的第一接墊132以及第二接墊133設置在發光本體131的同一側。舉例而言，發光元件130可以是水平式微型發光二極體，但不限於此。在一些實施例中，發光元件130可以是垂直式微型發光二極體。發光元件130可以是於生長基板上製造後，透過巨量轉移製程轉置於第一基板110上，且第一接墊132可充當或電性連接發光元件130的陽極，第二接墊133可充當或電性連接發光元件130的陰極。發光本體131例如可以包括經摻雜的（doped）及未經摻雜的（undoped）半導體材料的疊層，第一接墊132以及第二接墊133的材質例如可以包括金屬材料、合金、金屬氮化物、金屬氧化物、金屬氮氧化物、或是上述材料的堆疊層，或其他合適的材料。
在本實施例中，遮光層140可以電性連接發光元件130的第一接墊132，如此一來，遮光層140還能夠充當為發光元件130傳送訊號的訊號線，藉以簡化感測裝置10中第一感測元件120與發光元件130的整合結構。另外，由於作為光源的發光元件130設置於第一感測元件120的上方，第一感測元件120之間不需為發光元件130預留其光路所需的開口區，因此能夠提高第一感測元件120的設置密度。
在一些實施例中，光角控制層LA還可以電性連接發光元件130的第二接墊133，如此一來，光角控制層LA也能夠充當用於發光元件130的訊號線，進而簡化第一感測元件120與發光元件130的整合結構。舉例而言，在這些實施例中，感測裝置10還可以包括電極EA、EB、平坦層P3以及絕緣層I5，其中，平坦層P3以及絕緣層I5可以位於電極EB與光角控制層LA之間，電極EA可以電性連接發光元件130的第一接墊132與遮光層140，且電極EB可以電性連接發光元件130的第二接墊133與光角控制層LA，但不限於此。在其他實施例中，電極EA可以電性連接第一接墊132與光角控制層LA，且電極EB可以電性連接第二接墊133與遮光層140。
舉例而言，光角控制層LA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。電極EA、EB的材質可以是透明導電材料，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，但不限於此。
在一些實施例中，不同發光元件130的第一接墊132可以電性連接至不同的遮光層140，且這些遮光層140還可以通過不同的開關元件電性連接至系統電壓，如此一來，能夠個別控制不同發光元件130的第一接墊132的訊號接收與否或是其電壓準位。另外，多個發光元件130的第二接墊133電性連接的光角控制層LA之間可以相互電性連接或具有相同的電壓準位，換言之，光角控制層LA還能夠作為感測裝置10的共用電極。
在本實施例中，第一感測元件120的感測層SR1於第一基板110的正投影可以完全重疊發光元件130於第一基板110的正投影，如此一來，可以大幅減小第一感測元件120以及發光元件130於第一基板110上的佔地面積，即第一感測元件120以及發光元件130於第一基板110的正投影面積，使得第一基板110上能夠設置更多數量的感測元件以及發光元件。
請參照圖1A，在一些實施例中，第一感測元件120以及發光元件130的疊置結構可以以陣列的方式排列於第一基板110上，而且發光元件130可以皆發可見光。舉例而言，發光元件130可以包括發光元件130A、130B、130C、130D，且發光元件130A、130B、130C、130D的光色可以不同，例如，發光元件130A可以發紅光，發光元件130B可以發綠光，發光元件130C可以發藍光，且發光元件130D可以發白光。如此一來，發光元件130A、130B、130C、130D還能夠分別構成顯示面板的子畫素，使得感測裝置10還能夠提供影像顯示的功能。在某些實施例中，發光元件130A、130B、130C可以發藍光，發光元件130D可以發白光，且發光元件130A、130B、130C中的任意兩者可以分別藉由色轉換層來將藍光轉換為紅光及綠光。換言之，發光元件130A、130B、130C、130D所發出的可見光可以僅包括兩種色光。
請同時參照圖1B，感測裝置10還可以包括蓋板CV以及平坦層P4，其中蓋板CV可以設置於發光元件130上，且平坦層P4可以位於蓋板CV與絕緣層I5之間。當手指FG靠近蓋板CV時，來自發光元件130A右側的光（例如發光元件130B發出的光）可被手指FG反射至發光元件130A下方的第一感測元件120。
以下，使用圖2至圖5B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感測裝置20的局部上視示意圖。在本實施例中，感測裝置20可以包括：第一基板110、第一感測元件220以及發光元件230，且第一感測元件220以及發光元件230的疊置結構可以以陣列的方式排列於第一基板110上。
與如圖1A至圖1B所示的感測裝置10相比，圖2所示的感測裝置20的不同之處在於：感測裝置20的發光元件230發不可見光，例如紅外光，且第一感測元件220是不可見光感測元件，例如紅外光感測元件。舉例而言，第一感測元件220可以是能夠感測紅外光的指紋感測元件，但不限於此。在一些實施例中，第一感測元件220可以是有機光電二極體。
圖3A是依照本發明一實施例的感測裝置30的局部上視示意圖。圖3B是沿圖3A的剖面線B-B’所作的剖面示意圖。在本實施例中，感測裝置30可以包括：第一基板110、第一感測元件120、發光元件330、遮光層140、光角控制層LA、開關元件T1、電極EA、EB、訊號線SL、平坦層P1-P4、絕緣層I1-I5、緩衝層B1以及蓋板CV。
與如圖1A至圖1B所示的感測裝置10相比，圖3A至圖3B所示的感測裝置30的不同之處在於：感測裝置30的發光元件330可以包括發光元件330A、330B，且發光元件330A可以發可見光，發光元件330B可以發不可見光。另外，感測裝置30還可以包括第二感測元件350，且第二感測元件350可以部分重疊或完全重疊第一感測元件120。
在本實施例中，發光元件330A、330B的排列方式並無特殊限制，可以視第一感測元件120以及第二感測元件350所需的光量來決定發光元件330A、330B的排列方式。舉例而言，請參照圖3A，當設計藉由感測裝置30的第五列來進行活體防偽時，可以在第五列設置整列的發光元件330B以增加不可見光的光量，發光元件330B例如可以發射紅外光，同時可以設計使第二感測元件350為不可見光感測元件，例如紅外光感測元件，使得第五列的第二感測元件350搭配發光元件330B主要用於擷取靜脈圖像，藉以實現活體防偽。
在本實施例中，第二感測元件350可以位於遮光層140與發光元件330之間，且第二感測元件350可以包括光角控制層LA、感測層SR2以及電極E2，其中，光角控制層LA可以作為第二感測元件350的一個電極，感測層SR2可以位於光角控制層LA與另一個電極E2之間及絕緣層I6的開口O2中。發光元件330的第二接墊133可以通過電極EB電性連接電極E2，且電極E2還能夠作為感測裝置30的共用電極。
在本實施例中，第二感測元件350的感測層SR2於第一基板110的正投影可以部分重疊第一感測元件120的感測層SR1於第一基板110的正投影，但不限於此。在一些實施例中，第二感測元件350的感測層SR2於第一基板110的正投影可以完全重疊第一感測元件120的感測層SR1於第一基板110的正投影。
在本實施例中，由於電極EB的側壁W2朝向第二感測元件350延伸而電性連接電極E2，電極EB還能夠遮擋來自第二感測元件350的感測層SR2正上方及左上方的光線，且經手指FG反射的光線僅能從電極EB與電極E2之間的平坦層P3及絕緣層I5中的側向透光開口OP2進入感測層SR2。換言之，電極EB也能夠充當第二感測元件350的光角控制層，使得僅有斜向大角度的光能夠通過開口OP2而進入感測層SR2。
在本實施例中，感測層SR2的材質可以是摻雜鍺之富矽氧化物或其他合適的材料。電極E2、EA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。電極EB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。
圖4是依照本發明一實施例的感測裝置40的局部剖面示意圖。在本實施例中，感測裝置40可以包括：第一基板110、第一感測元件120、發光元件130、遮光層140、開關元件T1、電極EA、EB、訊號線SL、平坦層P1、P4-P5、絕緣層I1-I3、I5、緩衝層B1以及蓋板CV。
與如圖1A至圖1B所示的感測裝置10相比，圖4所示的感測裝置40的不同之處在於：感測裝置40不需設置光角控制層LA；電極EA、電極EB以及發光元件130的第一接墊132及第二接墊133相對於第一感測元件120的配置位置不同；第一感測元件120的感測層SR1於第一基板110的正投影部分重疊發光元件130於第一基板110的正投影；感測裝置40還包括第二感測元件450，且第二感測元件450不重疊第一感測元件120。
舉例而言，在本實施例中，感測裝置40的平坦層P5可以取代感測裝置10的光角控制層LA、平坦層P2、P3以及絕緣層I4，且平坦層P5可以設置於絕緣層I5與遮光層140之間。另外，電極EA與電極EB相對於第一感測元件120的配置位置可以互換，第一接墊132與第二接墊133相對於第一感測元件120的配置位置可以互換，且電極EA可以通過絕緣層I5的通孔VA中的導電結構CS電性連接遮光層140，使得發光元件130的第一接墊132能夠通過電極EA以及導電結構CS電性連接遮光層140。在一些實施例中，遮光層140還可以電性連接至系統電壓，換言之，遮光層140還可以充當感測裝置40的電源線，使得發光元件130的第一接墊132能夠具有由系統電壓控制的電壓準位。
在本實施例中，第一感測元件120的感測層SR1於第一基板110的正投影可以完全重疊電極EA於第一基板110的正投影，且電極EA還可以沿著絕緣層I5的側壁W3朝向第一感測元件120延伸，使得電極EA能夠遮擋來自第一感測元件120正上方及左上方的光線，且經手指FG反射的光線僅能從電極EA與遮光層140之間的平坦層P5及絕緣層I5中的側向透光開口OP3進入第一感測元件120。換言之，電極EA也能夠充當第一感測元件120的光角控制層，使得僅有斜向大角度的光能夠通過開口OP3、O1進入第一感測元件120的感測層SR1。
在本實施例中，第二感測元件450可以包括遮光層140、感測層SR2以及電極EB，其中，感測層SR2位於遮光層140與電極EB之間，且遮光層140及電極EB可以作為第二感測元件450的兩個電極。第二感測元件450的電極EB與發光元件130的第二接墊133電性連接。在一些實施例中，電極EB還可電性連接至感測裝置40的共用電極。在本實施例中，第二感測元件450的感測層SR2於第一基板110的正投影可以在第一感測元件120的感測層SR1或發光元件130於第一基板110的正投影之外。換言之，第二感測元件450的感測層SR2可以不重疊第一感測元件120的感測層SR1或發光元件130。如此一來，第二感測元件450例如能夠針對來自其正上方的光線進行感測。
在本實施例中，電極EA的材質較佳為鉬、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，而電極EB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。
圖5A是依照本發明一實施例的感測裝置50的局部上視示意圖。圖5B是沿圖5A的剖面線C-C’所作的剖面示意圖。在本實施例中，感測裝置50可以包括：第一基板110、第一感測元件120、發光元件530、遮光層140、光角控制層LA、開關元件T1、電極EA、EB、平坦層P1-P4、絕緣層I1-I5以及緩衝層B1。
與如圖1A至圖1B所示的感測裝置10相比，圖5A至圖5B所示的感測裝置50的不同之處在於：感測裝置50還包括第二基板510及第二感測元件550，其中，第二基板510位於發光元件530上，第二感測元件550設置於第二基板510上，第一感測元件120、發光元件530以及第二感測元件550位於第一基板110與第二基板510之間，且第一感測元件120及第二感測元件550可以分別位於發光元件530的不同側或相對側。
在本實施例中，第二感測元件550可位於第二基板510與發光元件530之間，且藉由將設置有第一感測元件120及發光元件530的第一基板110與設置有第二感測元件550的第二基板510對組，即可完成感測裝置50的製作，如此一來，感測裝置50的雙基板設計能夠有助於提高感測元件以及發光元件的可靠度。
在本實施例中，第二感測元件550可以是不可見光感測元件，例如有機光電二極體（Organic Photodiode，OPD），以用於感測血氧濃度或心跳，或擷取靜脈圖像以用於活體防偽，或是用於擷取指紋圖像。舉例而言，第二感測元件550可以包括電極E21、電洞傳輸層HT、光敏層PT、電子傳輸層ET以及電極E22，其中電子傳輸層ET、光敏層PT以及電洞傳輸層HT位於電極E21與電極E22之間，且電子傳輸層ET可以位於光敏層PT與第二基板510之間，但不限於此。在一些實施例中，電洞傳輸層HT可以位於光敏層PT與第二基板510之間。另外，在某些實施例中，第一感測元件120及第二感測元件550可以皆為不可見光感測元件，且第一感測元件120與第二感測元件550的感測波長範圍可以不同。
舉例而言，電極E21可以是不透明導電材料，例如銀層或鋁層。電洞傳輸層HT可以包括PEDOT:PSS（poly(3,4-ethylene- dioxythiophene:polystyrene sulfonate)），或是高功函數金屬氧化物，例如MoO
3。光敏層PT可以包括在紅外光區域及/或近紅外光（NIR）區域進行吸收的光敏性聚合物，例如P3HT:PCBM（poly(3-hexylthiophene):[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester）或PDPP3T-PCBM（poly-(diketopyrrole-terthiophene):[6,6]- phenyl-C61-butyric acid methyl ester）。電子傳輸層ET可以包括氧化鋅（ZnO）或鋁鋅氧化物（AZO），且電極E22的材質可以是透明導電材料，例如銦錫氧化物（ITO）。
在一些實施例中，感測裝置50還可以包括平坦層P6、P7以及絕緣層I9，其中，電洞傳輸層HT可以位於絕緣層I9的開口O3中，平坦層P6可以位於電洞傳輸層HT以及絕緣層I9與第二基板510之間，且平坦層P7可以位於電極E21以及絕緣層I9與發光元件530之間。
在一些實施例中，感測裝置50還可以包括位於第二感測元件550與第二基板510之間的訊號線SL2。訊號線SL2可以電性連接第二感測元件550的電極E22，且訊號線SL2可以包含例如阻值較低的金屬材料。當包含透明導電材料的電極E22具有較大阻值時，訊號線SL2有助於提高至電極E22的訊號傳輸率。在一些實施例中，感測裝置50還可以包括緩衝層B2，緩衝層B2可以設置於訊號線SL2與第二基板510之間。在一些實施例中，感測裝置50還可以包括絕緣層I7、I8，絕緣層I7、I8可以設置於訊號線SL2與第二感測元件550的電極E22之間，以避免不必要的電性連接。在一些實施例中，感測裝置50還可以包括設置於第二感測元件550與第二基板510之間的驅動電路，例如驅動元件、電源線、驅動訊號線、時序訊號線、檢測訊號線等等。
在本實施例中，感測裝置50的發光元件530可以包括發光元件530A、530B，且發光元件530A可以發可見光，發光元件530B可以發不可見光，但不限於此。在一些實施例中，發光元件530A、530B可以發顏色不同的可見光，例如紅光、綠光、藍光或白光。
在本實施例中，發光元件530A、530B的排列方式並無特殊限制，可以視第一感測元件120以及第二感測元件550所需的光量來決定發光元件530A、530B的排列方式。舉例而言，請參照圖5A，位於感測裝置50的第三列的發光元件530A、530B可以交替排列。另外，感測裝置50的第五列的某些第一感測元件120上可以不設置任何發可見光的發光元件530A。在一些實施例中，第二感測元件550可以視需要設置於所需之處，例如僅設置於感測裝置50的第三列，且第二感測元件550於第一基板110的正投影可以在發光元件530A、530B於第一基板110的正投影之外。如此一來，請參照圖5B，當使用者以其手指FG觸摸玻璃第二基板510來進行諸如指紋、靜脈圖像、血氧濃度、心跳等感測時，發光元件530A發出的可見光LR1可被手指FG反射至發光元件530B下方的第一感測元件120，且發光元件530B發出的不可見光LR2可被手指FG反射至第二感測元件550，使得第二感測元件550可以配合發光元件530B於局部提供諸如指紋辨識、活體防偽或血氧濃度感測等功能。
綜上所述，本發明的感測裝置藉由使感測元件的遮光層電性連接至發光元件，使得遮光層能夠同時充當用於發光元件的訊號線，從而簡化感測元件與發光元件的整合結構。另外，本發明的感測裝置中不需於感測元件之間預留開口區，因此能夠提高感測元件的設置密度。此外，本發明的感測裝置還能夠使感測元件的光角控制層同時充當用於發光元件的訊號線來簡化感測元件與發光元件的整合結構。
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:感測裝置
110:第一基板
120、220:第一感測元件
130、130A、130B、130C、130D:發光元件
131:發光本體
132:第一接墊
133:第二接墊
140:遮光層
230、330、330A、330B、530、530A、530B:發光元件
350、450、550:第二感測元件
510:第二基板
A-A’、B-B’、C-C’:剖面線
B1、B2:緩衝層
CS:導電結構
CV:蓋板
E11、E12、E2、E21、E22、EA、EB:電極
ET:電子傳輸層
FG:手指
HT:電洞傳輸層
I1~I9:絕緣層
LA:光角控制層
LR1:可見光
LR2:不可見光
O1、O2、O3、OP1、OP2、OP3:開口
P1~P7:平坦層
PT:光敏層
SL、SL2:訊號線
SR1、SR2:感測層
T1:開關元件
VA:通孔
W1、W2、W3:側壁
圖1A是依照本發明一實施例的感測裝置10的局部上視示意圖。
圖1B是沿圖1A的剖面線A-A’所作的剖面示意圖。
圖2是依照本發明一實施例的感測裝置20的局部上視示意圖。
圖3A是依照本發明一實施例的感測裝置30的局部上視示意圖。
圖3B是沿圖3A的剖面線B-B’所作的剖面示意圖。
圖4是依照本發明一實施例的感測裝置40的局部剖面示意圖。
圖5A是依照本發明一實施例的感測裝置50的局部上視示意圖。
圖5B是沿圖5A的剖面線C-C’所作的剖面示意圖。
10:感測裝置
110:第一基板
120:第一感測元件
130、130A:發光元件
131:發光本體
132:第一接墊
133:第二接墊
140:遮光層
B1:緩衝層
CV:蓋板
E11、E12、EA、EB:電極
FG:手指
I1~I5:絕緣層
LA:光角控制層
O1、OP1:開口
P1~P4:平坦層
SL:訊號線
SR1:感測層
T1:開關元件
W1:側壁
Claims (13)
- 一種感測裝置，包括：第一基板；第一感測元件，位於所述第一基板上；發光元件，位於所述第一感測元件上，且包括發光本體、第一接墊以及第二接墊；以及遮光層，位於所述發光元件與所述第一感測元件之間，且電性連接所述發光元件。
- 如請求項1所述的感測裝置，其中所述第一感測元件於所述第一基板的正投影至少部分重疊所述發光元件於所述第一基板的正投影。
- 如請求項1所述的感測裝置，其中所述發光元件發可見光，且所述可見光包括至少兩種色光。
- 如請求項1所述的感測裝置，其中所述發光元件發不可見光。
- 如請求項1所述的感測裝置，還包括光角控制層，位於所述遮光層與所述發光元件之間，且所述遮光層與所述光角控制層分別電性連接所述發光元件的兩個接墊。
- 如請求項1所述的感測裝置，還包括第二感測元件，位於所述遮光層與所述發光元件之間。
- 如請求項6所述的感測裝置，其中所述第二感測元件的電極電性連接所述發光元件。
- 如請求項6所述的感測裝置，其中所述第二感測元件於所述第一基板的正投影至少部分重疊所述第一感測元件於所述第一基板的正投影。
- 如請求項6所述的感測裝置，其中所述第二感測元件於所述第一基板的正投影在所述第一感測元件於所述第一基板的正投影之外。
- 如請求項1所述的感測裝置，還包括第二感測元件，且所述第一感測元件及所述第二感測元件位於所述發光元件的不同側。
- 如請求項10所述的感測裝置，其中所述第二感測元件於所述第一基板的正投影在所述發光元件於所述第一基板的正投影之外。
- 如請求項10所述的感測裝置，其中所述第二感測元件為有機光電二極體。
- 如請求項1所述的感測裝置，其中所述第一感測元件為指紋感測元件。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11869270B2 (en) | 2022-04-28 | 2024-01-09 | AUO Corporation | Sensing device |
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|---|---|---|---|---|
| TW202207445A (zh) * | 2020-07-31 | 2022-02-16 | 友達光電股份有限公司 | 生物特徵辨識裝置 |
-
2022
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- 2022-09-21 US US17/950,069 patent/US20230326914A1/en active Pending
- 2022-10-09 CN CN202211228619.9A patent/CN115440722A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW202207445A (zh) * | 2020-07-31 | 2022-02-16 | 友達光電股份有限公司 | 生物特徵辨識裝置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11869270B2 (en) | 2022-04-28 | 2024-01-09 | AUO Corporation | Sensing device |
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