CN114582905A - 光学感测装置及包含其的电子装置 - Google Patents

光学感测装置及包含其的电子装置 Download PDF

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CN114582905A CN202210202375.0A CN202210202375A CN114582905A CN 114582905 A CN114582905 A CN 114582905A CN 202210202375 A CN202210202375 A CN 202210202375A CN 114582905 A CN114582905 A CN 114582905A
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Abstract

一种光学感测装置，包括基板、感测元件层、遮光层以及吸光层。基板具有相对的第一表面及第二表面。感测元件层位于第一表面上，且包括多个感测元件。遮光层位于感测元件层上，且具有多个开口，其中开口于基板的正投影重叠感测元件于基板的正投影。吸光层位于第二表面上。此外，还提出一种包括上述光学感测装置的电子装置。

Description

光学感测装置及包含其的电子装置
技术领域
本发明涉及一种感测装置及包含其的电子装置，尤其涉及一种光学感测装置及包含其的电子装置。
背景技术
为了提供建构智能生活环境所需的信息，各式感测器已广泛应用于日常生活中，例如，用于感测指纹、静脉图像等生物特征的各式光学感测器。然而，测试结果显示，在强光照射(例如约100K lux的太阳光)下以手指按压感测器时，常会出现黑影或图像模糊的情况。分析其中可能原因之一为光穿透感测器后经下方部件(例如具反射表面的元件)反射导致感测噪声增加所致。此外，可能原因之二为光学感测器需搭配光准直结构来提高感测解析度，而照射光进入感测器后经光准直结构反射所产生的杂散光也会造成感测器的感测噪声增加，导致感测器的感测解析度降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学感测装置，具有提高的感测解析度。
本发明的一个实施例提出一种光学感测装置，包括：基板，具有相对的第一表面及第二表面；感测元件层，位于第一表面上，且包括多个感测元件；第一遮光层，位于感测元件层上，且具有多个第一开口，其中第一开口于基板的正投影重叠感测元件于基板的正投影；以及第一吸光层，位于第二表面上。
在本发明的一实施例中，上述的光学感测装置具有感测区及非感测区，非感测区围绕感测区，且多个感测元件位于感测区。
在本发明的一实施例中，上述的第一吸光层于基板的正投影重叠感测区于基板的正投影。
在本发明的一实施例中，上述的第一吸光层于基板的正投影重叠非感测区于基板的正投影。
在本发明的一实施例中，上述的第一吸光层于基板的正投影重叠感测区及非感测区于基板的正投影。
在本发明的一实施例中，上述的光学感测装置还包括盖板，与基板相对，且感测元件层及第一遮光层位于盖板与基板之间。
在本发明的一实施例中，上述的光学感测装置还包括第二吸光层，位于盖板上与第一遮光层相对的一侧，且第二吸光层于盖板的正投影重叠非感测区于盖板的正投影。
在本发明的一实施例中，上述的光学感测装置还包括滤光层，位于盖板上与第一遮光层相对的一侧，且滤光层于盖板的正投影重叠感测区于盖板的正投影。
在本发明的一实施例中，上述的第一遮光层包括第一金属层及第一金属氧化物层，第一金属层位于第一金属氧化物层与感测元件层之间，且第一金属氧化物层的厚度介于
Figure BDA0003529951440000021
至
Figure BDA0003529951440000022
之间。
在本发明的一实施例中，上述的光学感测装置还包括抗反射层，位于第一遮光层与感测元件层之间。
在本发明的一实施例中，上述的抗反射层具有多个第二开口，且第二开口于基板的正投影重叠感测元件于基板的正投影。
在本发明的一实施例中，上述的光学感测装置还包括抗反射层，位于感测元件层与基板之间。
在本发明的一实施例中，上述的抗反射层包括第二金属层及第二金属氧化物层，且第二金属氧化物层位于感测元件层与第二金属层之间。
本发明的另一个实施例提出一种电子装置，包括：如上所述的光学感测装置；显示面板，位于光学感测装置的第一侧；以及具反射表面的元件，位于光学感测装置的第二侧，且第二侧与第一侧相对。
在本发明的一实施例中，上述的具反射表面的元件为导电元件、散热元件、屏蔽元件或电池。
在本发明的一实施例中，上述的光学感测装置还包括第二吸光层，位于显示面板与光学感测装置的非感测区之间。
在本发明的一实施例中，上述的光学感测装置还包括滤光层，位于显示面板与光学感测装置的感测区之间。
本发明的有益效果在于，本发明的光学感测装置通过于基板的第二表面上设置吸光层，能够减少贯穿光学感测装置的光束的反射杂散光产生的感测噪声，进而提高光学感测装置的感测解析度。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是依照本发明一实施例的光学感测装置的剖面示意图。
图1B是图1A的光学感测装置的区域I的放大示意图。
图2是依照本发明一实施例的光学感测装置的剖面示意图。
图3是依照本发明一实施例的光学感测装置的剖面示意图。
图4是依照本发明一实施例的光学感测装置的剖面示意图。
图5是依照本发明一实施例的光学感测装置的剖面示意图。
图6是依照本发明一实施例的电子装置的剖面示意图。
附图标记如下：
10、20、30、40、50、60：光学感测装置
100：电子装置
110：感测元件层
112：感测元件
121：第一遮光层
122：第二遮光层
123：第三遮光层
AR1、AR2：抗反射层
B1、B2、B3、B4：金属氧化物层
BA：具反射表面的元件
C1：第一表面
C2：第二表面
CV：盖板
E1、E2：电极
GI：栅极绝缘层
GP：间距
I：区域
IL：层间绝缘层
LA1、LA2、LAa、LAb：吸光层
LB1、LB2：光束
LF：滤光层
M1、M2、M3、M4：金属层
ML：微透镜结构
NA：非感测区
O1、O2、O3、O4、O5：开口
PL1、PL1a、PL1b、PL2、PL3、PL4：平坦层
PN：显示面板
S1：第一表面
S2：第二表面
SA：感测区
SB：基板
SM：间隙物
SR：感测层
TC：半导体层
TD：漏极
TG：栅极
TR：开关元件
TS：源极
具体实施方式
在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反地，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，“连接”可以指物理及/或电性连接。再者，“电性连接”或“耦合”可为二元件间存在其它元件。
应当理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，但是这些元件、部件、区域、层及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，下面讨论的第一“元件”、“部件”、“区域”、“层”或“部分”可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不脱离本文的教导。
这里使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非内容清楚地指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在包括复数形式，包括“至少一个”或表示“及/或”。如本文所使用的，术语“及/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包含”及/或“包括”指定所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件及/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、部件及/或其组合的存在或添加。
此外，诸如“下”或“底部”和“上”或“顶部”的相对术语可在本文中用于描述一个元件与另一元件的关系，如图所示。应当理解，相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。例如，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其他元件的“下”侧的元件将被定向在其他元件的“上”侧。因此，示例性术语“下”可以包括“下”和“上”的取向，取决于附图的特定取向。类似地，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件“下”或“下方”的元件将被定向为在其它元件“上方”。因此，示例性术语“下”或“下方”可以包括上方和下方的取向。
考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量***的限制)，本文使用的“约”、“近似”、或“实质上”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值。例如，“约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。再者，本文使用的“约”、“近似”、或“实质上”可依光学性质、蚀刻性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。
图1A是依照本发明一实施例的光学感测装置10的剖面示意图。图1B是图1A的光学感测装置10的区域I的放大示意图。首先，请参照图1A，光学感测装置10包括：基板SB，具有相对的第一表面S1及第二表面S2；感测元件层110，位于第一表面S1上，且包括多个感测元件112；第一遮光层121，位于感测元件层110上，且具有多个开口O1，开口O1于基板SB的正投影重叠感测元件112于基板SB的正投影；以及吸光层LAa，位于第二表面S2上。
在本发明的一实施例的光学感测装置10中，通过于基板SB的第二表面S2上设置吸光层LAa，能够吸收贯穿光学感测装置10的光束LB1的反射光，以减少感测元件112的感测噪声，从而提高光学感测装置10的感测解析度。
以下，配合图1A至图1B，继续说明光学感测装置10的各个元件的实施方式，但本发明不以此为限。
在本实施例中，光学感测装置10的基板SB可以是透明基板或不透明基板，其材质可以是陶瓷基板、石英基板、玻璃基板、高分子基板或其他适合的材质，但不限于此。
在本实施例中，感测元件层110可以包括多个感测元件112以及平坦层PL1。举例而言，请参照图1B，感测元件层110的平坦层PL1可以包括平坦层PL1a及平坦层PL1b。感测元件112可以是可见光指纹感测元件或不可见光指纹感测元件，例如红外光指纹感测元件。举例而言，感测元件112可以包括电极E1、感测层SR以及电极E2，感测层SR可以位于电极E1与电极E2之间，且电极E2可以位于平坦层PL1a与平坦层PL1b之间。
具体而言，电极E1的材质可以是钼、铝、钛、铜、金、银或其他导电材料、或上述两种以上的材料的合金组合或堆叠。感测层SR的材质可以是富硅氧化物(Silicon-Rich Oxide，SRO)、掺杂锗的富硅氧化物或其他合适的材料。电极E2的材质较佳为透明导电材料，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟镓锌氧化物或其他合适的氧化物或者是上述至少二者的堆叠层。平坦层PL1a、PL1b的材质可以包括有机材料，例如压克力(acrylic)材料、硅氧烷(siloxane)材料、聚酰亚胺(polyimide)材料、环氧树脂(epoxy)材料或上述材料的叠层，但不限于此。
请参照图1B，在一些实施例中，感测元件层110还可以包括多个开关元件TR、栅极绝缘层GI以及层间绝缘层IL，且多个开关元件TR可以分别电性连接多个感测元件112，以个别控制感测元件112的操作。举例而言，开关元件TR可以由半导体层TC、栅极TG、源极TS与漏极TD所构成。半导体层TC重叠栅极TG的区域可视为开关元件TR的通道区。栅极绝缘层GI位于栅极TG与半导体层TC之间，层间绝缘层IL位于源极TS与栅极TG之间以及漏极TD与栅极TG之间。栅极TG及源极TS可分别接收来自例如驱动元件的信号，且感测元件112的电极E1可以实体连接或电性连接漏极TD。当栅极TG接收信号而开启开关元件TR时，可使源极TS接收的信号通过漏极TD传递至感测元件112的电极E1。
举例而言，半导体层TC的材质可以包括硅质半导体材料(例如多晶硅、非晶硅等)、氧化物半导体材料或有机半导体材料，而栅极TG、源极TS以及漏极TD的材质可包括导电性良好的金属(例如铝、钼、钛、铜)、合金、或上述金属及/或合金的叠层，但不限于此。栅极绝缘层GI以及层间绝缘层IL的材质可以包括透明的绝缘材料，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、上述材料的叠层或其他适合的材料。
在本实施例中，第一遮光层121的开口O1允许光线进入感测元件112的感测层SR，借以调控感测层SR的收光范围。在一些实施例中，第一遮光层121可以包括金属层M1以及金属氧化物层B1，其中，金属层M1可以位于金属氧化物层B1与感测元件层110之间，且金属氧化物层B1可以由金属层M1进行氧化及黑化所形成。举例而言，金属层M1可以包含钼(Mo)，且金属氧化物层B1可以包含由钼进行氧化及黑化所形成的钼钽氧化物(MoTaOx)。在一些实施例中，金属层M1可以包含钛(Ti)，且金属氧化物层B1可以包含钛氧化物(TiOx)。在一些实施例中，金属层M1可以包含铌(Nb)，且金属氧化物层B1可以包含铌氧化物(NbOx)。在某些实施例中，金属层M1可以包含钨(W)，且金属氧化物层B1可以包含钨氧化物(WOx)。
在一些实施例中，金属氧化物层B1在厚度介于约
Figure BDA0003529951440000071
至
Figure BDA0003529951440000072
之间时能够表现出相对较低的反射率，同时产生相对较少的反射杂散光，因此能够降低进入感测层SR的噪声比，从而提高感测元件112的感测解析度。
在一些实施例中，光学感测装置10还可以包括多个微透镜结构ML。微透镜结构ML位于第一遮光层121上，且微透镜结构ML于基板SB的正投影分别重叠感测元件112于基板SB的正投影。较佳地，微透镜结构ML的中心轴可以穿过开口O1及感测层SR。更佳地，微透镜结构ML的中心轴可以与开口O1的中心轴重叠。微透镜结构ML可以是中心厚度较边缘厚度大的透镜结构，例如对称双凸透镜、非对称双凸透镜、平凸透镜或凹凸透镜。微透镜结构ML能够提升光准直，避免散射光或折射光所导致的漏光或混光问题产生，进而减少光损耗。
在一些实施例中，光学感测装置10还可以包括第二遮光层122，第二遮光层122位于第一遮光层121上，且第二遮光层122与第一遮光层121之间可以设置平坦层PL2。第二遮光层122可以具有开口O2，且开口O2于基板SB的正投影重叠开口O1于基板SB的正投影。较佳地，开口O2的中心轴可以重叠开口O1的中心轴。如此一来，开口O2搭配开口O1能够调控感测层SR的收光角度，借以实现光准直设计。
在一些实施例中，第二遮光层122可以包括金属层M2及金属氧化物层B2，且金属层M2可以位于金属氧化物层B2与第一遮光层121之间。与第一遮光层121类似，第二遮光层122的金属氧化物层B2可以由金属层M2进行氧化及黑化所形成。举例而言，当金属层M2包含Mo时，金属氧化物层B2可以包含MoTaOx；当金属层M2包含Ti时，金属氧化物层B2可以包含TiOx；当金属层M2包含Nb时，金属氧化物层B2可以包含NbOx；而当金属层M2包含W时，金属氧化物层B2可以包含WOx。在一些实施例中，当金属氧化物层B2的厚度介于约
Figure BDA0003529951440000081
至
Figure BDA0003529951440000082
之间时，金属氧化物层B2能够表现出相对较低的反射率，使得进入感测层SR的反射杂散光能够减到最少，借以降低进入感测层SR的噪声比，而提高感测元件112的感测解析度。
在一些实施例中，光学感测装置10还可以包括第三遮光层123，第三遮光层123可以位于第二遮光层122上，且第三遮光层123与第二遮光层122之间可以设置平坦层PL3。第三遮光层123可以具有开口O3，微透镜结构ML可以设置于开口O3中，且开口O3于基板SB的正投影可以重叠开口O1、O2于基板SB的正投影，开口O3的口径可以大于开口O1、O2的口径。较佳地，开口O3与开口O1、O2及微透镜结构ML的中心轴可以重叠。如此一来，微透镜结构ML搭配开口O1、O2能够调控感测层SR的收光角度，借以实现光准直设计。在一些实施例中，由于第三遮光层123的开口O3可以具有较大的口径，因此第三遮光层123的材质可以包括黑色树脂或石墨等材料。
在一些实施例中，第三遮光层123可以包括金属层M3及金属氧化物层B3，且金属层M3可以位于金属氧化物层B3与第二遮光层122之间。与第一遮光层121、122类似，第三遮光层123的金属氧化物层B3可以由金属层M3进行氧化及黑化所形成。举例而言，当金属层M3包含Mo时，金属氧化物层B3可以包含MoTaOx；当金属层M3包含Ti时，金属氧化物层B3可以包含TiOx；当金属层M3包含Nb时，金属氧化物层B3可以包含NbOx；而当金属层M3包含W时，金属氧化物层B3可以包含WOx。在一些实施例中，当金属氧化物层B3的厚度介于约
Figure BDA0003529951440000091
至
Figure BDA0003529951440000092
之间时，金属氧化物层B3能够表现出相对较低的反射率，使得进入感测层SR的反射杂散光能够减到最少，借以降低进入感测层SR的噪声比，进而提高感测元件112的感测解析度。
在一些实施例中，平坦层PL2、PL3的材质可以包括有机材料，例如压克力(acrylic)材料、硅氧烷(siloxane)材料、聚酰亚胺(polyimide)材料、环氧树脂(epoxy)材料或上述材料的叠层，但不限于此。
在本实施例中，光学感测装置10可以具有感测区SA及非感测区NA，其中，感测元件112可以位于感测区SA，且吸光层LAa于基板SB的正投影可以重叠感测区SA于基板SB的正投影。也就是说，吸光层LAa可以设置于感测区SA。如此一来，光束LB1穿过微透镜结构ML及开口O2、O1后再经感测元件112及金属层M1反射的杂散光可被吸光层LAa吸收，而不会再被反射至感测元件112而增加感测噪声。
在一些实施例中，感测区SA可以位于光学感测装置10的中心区域，且非感测区NA可以位于光学感测装置10的周边区域。举例而言，非感测区NA可以围绕感测区SA，但不限于此。在一些实施例中，吸光层LAa的材质可以包括黑色树脂，但不以此为限。
以下，使用图2至图6继续说明本发明的其他实施例，并且，沿用图1A至图1B的实施例的元件标号与相关内容，其中，采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明，可参考图1A至图1B的实施例，在以下的说明中不再重述。
图2是依照本发明一实施例的光学感测装置20的剖面示意图。光学感测装置20包括：基板SB，具有相对的第一表面S1及第二表面S2；感测元件层110，位于第一表面S1上，且包括多个感测元件112；第一遮光层121，位于感测元件层110上，且具有多个开口O1，开口O1于基板SB的正投影重叠感测元件112于基板SB的正投影；以及吸光层LAb，位于第二表面S2上。
与如图1A至图1B所示的光学感测装置10相比，图2所示的光学感测装置20的不同之处在于：吸光层LAb于基板SB的正投影重叠非感测区NA于基板SB的正投影。换言之，光学感测装置20的吸光层LAb可以设置于非感测区NA。如此一来，光束LB2穿过平坦层PL3、PL2、PL1以及基板SB之后可被吸光层LAb吸收，而不会再被反射至感测元件112而增加感测噪声，使得光学感测装置20能够具有提高的感测解析度。
在一些实施例中，光学感测装置20还可以包括如上所述的第二遮光层122、第三遮光层123、多个微透镜结构ML以及平坦层PL2、PL3，使得第一遮光层121的开口O1、第二遮光层122的开口O2以及微透镜结构ML能够调控感测元件112的收光角度，借以实现光准直设计。虽然图1A以及图2图示第一遮光层121、第二遮光层122以及第三遮光层123仅位于感测区SA，但不限于此。在一些实施例中，第一遮光层121、第二遮光层122以及第三遮光层123也可以位于非感测区NA。
图3是依照本发明一实施例的光学感测装置30的剖面示意图。光学感测装置30包括：基板SB，具有相对的第一表面S1及第二表面S2；感测元件层110，位于第一表面S1上，且包括多个感测元件112；第一遮光层121，位于感测元件层110上，且具有多个开口O1，开口O1于基板SB的正投影重叠感测元件112于基板SB的正投影；以及吸光层LA1，位于第二表面S2上。
与如图1A至图1B所示的光学感测装置10相比，图3所示的光学感测装置30的不同之处在于：吸光层LA1可以包括吸光层LAa及吸光层LAb，且吸光层LA1于基板SB的正投影重叠感测区SA及非感测区NA于基板SB的正投影。换言之，光学感测装置20的吸光层LA1可以位于感测区SA及非感测区NA。如此一来，光束LB1穿过微透镜结构ML及开口O2、O1后再经感测元件112及金属层M1反射的杂散光可被吸光层LAa吸收，同时，光束LB2穿过平坦层PL3、PL2、PL1以及基板SB之后可被吸光层LAb吸收，而不会再被反射至感测元件112而增加感测噪声，使得光学感测装置30能够具有提高的感测解析度。
在一些实施例中，光学感测装置30还可以包括如上所述的第二遮光层122、第三遮光层123、多个微透镜结构ML以及平坦层PL2、PL3，且第一遮光层121的开口O1、第二遮光层122的开口O2以及微透镜结构ML能够调控感测元件112的收光角度，借以实现光准直设计。
图4是依照本发明一实施例的光学感测装置40的剖面示意图。光学感测装置40包括：基板SB，具有相对的第一表面S1及第二表面S2；感测元件层110，位于第一表面S1上，且包括多个感测元件112；第一遮光层121，位于感测元件层110上，且具有多个开口O1，开口O1于基板SB的正投影重叠感测元件112于基板SB的正投影；以及吸光层LAb，位于第二表面S2上。
与如图2所示的光学感测装置20相比，图4所示的光学感测装置40的不同之处在于：光学感测装置40还包括抗反射层AR1，且抗反射层AR1位于第一遮光层121与感测元件层110之间。
在本实施例中，抗反射层AR1可以具有多个开口O4，且开口O4可以重叠第一遮光层121的开口O1。换言之，开口O4于基板SB的正投影可以重叠开口O1及感测元件112于基板SB的正投影。另外，第一遮光层121的金属层M1可以夹于金属氧化物层B1与抗反射层AR1之间，且抗反射层AR1与金属氧化物层B1的材料可以相同，用以防止金属层M1的反射光进入感测元件112，以提高感测元件112的感测解析度。虽然图4图示抗反射层AR1仅位于感测区SA，但不限于此。在一些实施例中，抗反射层AR1也可以位于非感测区NA。
在一些实施例中，光学感测装置40还可以包括如上所述的第二遮光层122、第三遮光层123、多个微透镜结构ML以及平坦层PL2、PL3，且第一遮光层121的开口O1、抗反射层AR1的开口O4、第二遮光层122的开口O2以及微透镜结构ML能够调控感测元件112的收光角度，借以实现光准直设计。
图5是依照本发明一实施例的光学感测装置50的剖面示意图。光学感测装置50包括：基板SB，具有相对的第一表面S1及第二表面S2；感测元件层110，位于第一表面S1上，且包括多个感测元件112；第一遮光层121，位于感测元件层110上，且具有多个开口O1，开口O1于基板SB的正投影重叠感测元件112于基板SB的正投影；以及吸光层LAb，位于第二表面S2上。
与如图2所示的光学感测装置20相比，图5所示的光学感测装置50的不同之处在于：光学感测装置50还包括抗反射层AR2，且抗反射层AR2位于感测元件层110与基板SB之间。
在本实施例中，抗反射层AR2可以具有多个开口O5，且开口O5于基板SB的正投影可以重叠感测元件112于基板SB的正投影。在一些实施例中，光学感测装置50还可以包括平坦层PL4，且平坦层PL4可以设置于抗反射层AR2与感测元件层110之间。然而，在一些实施例中，抗反射层AR2可以毯覆于整个基板SB上，而不具任何开口。
在一些实施例中，抗反射层AR2可以包括金属层M4以及金属氧化物层B4，且金属氧化物层B4可以位于感测元件层110与金属层M4之间。抗反射层AR2可以防止光束LB1被感测元件112及金属层M1反射之后穿透至基板SB下方，从而减少基板SB下方的部件反射生成的感测噪声。
抗反射层AR2与第一遮光层121的材质可以相似。举例而言，抗反射层AR2的金属氧化物层B4可以由金属层M4进行氧化及黑化所形成。例如，当金属层M4包含Mo时，金属氧化物层B4可以包含MoTaOx。在一些实施例中，金属层M4可以包含Ti，且金属氧化物层B4可以包含TiOx。在一些实施例中，金属层M4可以包含Nb，且金属氧化物层B4可以包含NbOx。在某些实施例中，金属层M4可以包含W，且金属氧化物层B4可以包含WOx。在一些实施例中，平坦层PL4的材质可以包括有机材料，例如压克力(acrylic)材料、硅氧烷(siloxane)材料、聚酰亚胺(polyimide)材料、环氧树脂(epoxy)材料或上述材料的叠层，但不限于此。
在一些实施例中，光学感测装置50还可以包括如上所述的第二遮光层122、第三遮光层123、多个微透镜结构ML以及平坦层PL2、PL3，使得第一遮光层121的开口O1、第二遮光层122的开口O2以及微透镜结构ML能够调控感测元件112的收光角度，借以实现光准直设计。
图6是依照本发明一实施例的电子装置100的剖面示意图。电子装置100可以包括：光学感测装置60；显示面板PN，位于光学感测装置60上方；以及具反射表面的元件BA，位于光学感测装置60下方。
在本实施例中，具反射表面的元件BA可以是电池，但不以此为限。在一些实施例中，具反射表面的元件BA可以是导电元件，例如表面设置有金属膜层的连接器。在某些实施例中，具反射表面的元件BA可以是表面设置有散热片的散热元件。在其他实施例中，具反射表面的元件BA可以是表面设置有屏蔽膜层的屏蔽元件。
在本实施例中，光学感测装置60可以包括：基板SB，具有相对的第一表面S1及第二表面S2；感测元件层110，位于第一表面S1上，且包括多个感测元件112；第一遮光层121，位于感测元件层110上，且具有多个开口O1，开口O1于基板SB的正投影重叠感测元件112于基板SB的正投影；以及吸光层LA1，位于基板SB的第二表面S2与具反射表面的元件BA之间。
与如图3所示的光学感测装置30相比，图6所示的光学感测装置60的不同之处在于：光学感测装置60还包括盖板CV，盖板CV与基板SB相对，且感测元件层110及第一遮光层121可以位于盖板CV与基板SB之间。盖板CV可以是透明基板，其材质可以是石英基板、玻璃基板、高分子基板或其他适合的材质，但不限于此。
在一些实施例中，光学感测装置60还可以包括如上所述的第二遮光层122、第三遮光层123、多个微透镜结构ML以及平坦层PL2、PL3，使得第一遮光层121的开口O1、第二遮光层122的开口O2以及第三遮光层123的开口O3中的微透镜结构ML能够调控感测元件112的收光角度，借以实现光准直设计。
在一些实施例中，光学感测装置60还可以包括间隙物SM，间隙物SM能够使盖板CV与第三遮光层123之间保持稳定的间距GP，同时避免微透镜结构ML压伤，进而改善光学聚焦点与收光角度的调控，以提高光学感测装置60的感测解析度。
在一些实施例中，光学感测装置60还可以包括吸光层LA2，且吸光层LA2可以位于盖板CV上与第一遮光层121相对的一侧。具体而言，盖板CV可以具有相对的第一表面C1及第二表面C2，第二表面C2可以面向第一遮光层121，且吸光层LA2可以位于盖板CV的第一表面C1。另外，吸光层LA2于盖板CV的正投影可以重叠非感测区NA于盖板CV的正投影。换言之，吸光层LA2可以位于光学感测装置60的非感测区NA与显示面板PN之间。如此一来，进入非感测区NA的光束LB2在穿过吸光层LA2时可被吸光层LA2吸收一部分光线，而另一部分光线在穿过盖板CV、平坦层PL3、PL2、PL1以及基板SB之后可再被吸光层LAb吸收，以免被具反射表面的元件BA反射而增加光学感测装置60的感测噪声。
在一些实施例中，光学感测装置60还可以包括滤光层LF，其中，滤光层LF可以位于显示面板PN与光学感测装置60之间，吸光层LA2可以位于滤光层LF与盖板CV之间，且滤光层LF于盖板CV的正投影至少重叠感测区SA于盖板CV的正投影。在一些实施例中，滤光层LF于盖板CV的正投影可以重叠感测区SA及部分的非感测区NA于盖板CV的正投影。在一些实施例中，滤光层LF的材质可以包括例如色阻材料，但不限于此。如此一来，进入感测区SA的光束LB1在穿过滤光层LF时可被滤光层LF吸收一部分光线(例如不可见光)，而其余的光线(例如可见光)在穿过微透镜结构ML以及开口O2、O1后再经感测元件112及金属层M1反射而产生的杂散光则可被吸光层LAa吸收，借以减少光学感测装置60的感测噪声。
综上所述，本发明的光学感测装置通过于基板的第二表面上设置吸光层，能够减少贯穿光学感测装置的光束的反射杂散光产生的感测噪声，进而提高光学感测装置的感测解析度。
虽然本发明已以实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定者为准。

Claims (17)

1.一种光学感测装置，包括：
基板，具有相对的第一表面及第二表面；
感测元件层，位于所述第一表面上，且包括多个感测元件；
第一遮光层，位于所述感测元件层上，且具有多个第一开口，其中所述第一开口于所述基板的正投影重叠所述感测元件于所述基板的正投影；以及
第一吸光层，位于所述第二表面上。
2.如权利要求1所述的光学感测装置，其中所述光学感测装置具有感测区及非感测区，所述非感测区围绕所述感测区，且所述多个感测元件位于所述感测区。
3.如权利要求2所述的光学感测装置，其中所述第一吸光层于所述基板的正投影重叠所述感测区于所述基板的正投影。
4.如权利要求2所述的光学感测装置，其中所述第一吸光层于所述基板的正投影重叠所述非感测区于所述基板的正投影。
5.如权利要求2所述的光学感测装置，其中所述第一吸光层于所述基板的正投影重叠所述感测区及所述非感测区于所述基板的正投影。
6.如权利要求2所述的光学感测装置，还包括盖板，与所述基板相对，且所述感测元件层及所述第一遮光层位于所述盖板与所述基板之间。
7.如权利要求6所述的光学感测装置，还包括第二吸光层，位于所述盖板上与所述第一遮光层相对的一侧，且所述第二吸光层于所述盖板的正投影重叠所述非感测区于所述盖板的正投影。
8.如权利要求6所述的光学感测装置，还包括滤光层，位于所述盖板上与所述第一遮光层相对的一侧，且所述滤光层于所述盖板的正投影重叠所述感测区于所述盖板的正投影。
9.如权利要求1所述的光学感测装置，其中所述第一遮光层包括第一金属层及第一金属氧化物层，所述第一金属层位于所述第一金属氧化物层与所述感测元件层之间，且所述第一金属氧化物层的厚度介于
Figure FDA0003529951430000011
至
Figure FDA0003529951430000012
之间。
10.如权利要求1所述的光学感测装置，还包括抗反射层，位于所述第一遮光层与所述感测元件层之间。
11.如权利要求10所述的光学感测装置，其中所述抗反射层具有多个第二开口，且所述第二开口于所述基板的正投影重叠所述感测元件于所述基板的正投影。
12.如权利要求1所述的光学感测装置，还包括抗反射层，位于所述感测元件层与所述基板之间。
13.如权利要求12所述的光学感测装置，其中所述抗反射层包括第二金属层及第二金属氧化物层，且所述第二金属氧化物层位于所述感测元件层与所述第二金属层之间。
14.一种电子装置，包括：
如权利要求1所述的光学感测装置；
显示面板，位于所述光学感测装置的第一侧；以及
具反射表面的元件，位于所述光学感测装置的第二侧，且所述第二侧与所述第一侧相对。
15.如权利要求14所述的电子装置，其中所述具反射表面的元件为导电元件、散热元件、屏蔽元件或电池。
16.如权利要求14所述的电子装置，其中所述光学感测装置还包括第二吸光层，位于所述显示面板与所述光学感测装置的非感测区之间。
17.如权利要求14所述的电子装置，其中所述光学感测装置还包括滤光层，位于所述显示面板与所述光学感测装置的感测区之间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114550227B (zh) * 2021-07-23 2024-05-17 友达光电股份有限公司 光学感测装置
CN113990907A (zh) * 2021-10-28 2022-01-28 武汉天马微电子有限公司 显示面板及显示装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4193870B2 (ja) * 2006-05-09 2008-12-10 ソニー株式会社 固体撮像素子、撮像装置
TWI442535B (zh) 2008-05-23 2014-06-21 Xintec Inc 電子元件封裝體及其製作方法
TWI585959B (zh) 2014-08-13 2017-06-01 精材科技股份有限公司 晶片封裝體及其製造方法
US9666620B2 (en) 2014-10-06 2017-05-30 Visera Technologies Company Limited Stacked filter and image sensor containing the same
US10332929B2 (en) * 2016-09-07 2019-06-25 Mei-Yen Lee Integrated sensing module and integrated sensing assembly using the same
CN109299631B (zh) 2017-07-24 2021-03-23 华为技术有限公司 一种屏幕及终端
CN110741384A (zh) 2019-04-30 2020-01-31 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置和电子设备
JP6835920B2 (ja) 2019-08-23 2021-02-24 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
TWM597916U (zh) 2019-09-23 2020-07-01 神盾股份有限公司 積體化光學感測器
WO2021087695A1 (zh) 2019-11-04 2021-05-14 深圳市汇顶科技股份有限公司 光学指纹装置和电子设备
CN112861761B (zh) 2021-02-24 2024-06-28 京东方科技集团股份有限公司 一种显示模组及显示装置

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