TWI753775B

TWI753775B - 感測裝置

Info

Publication number: TWI753775B
Application number: TW110105622A
Authority: TW
Inventors: 曾淑雯; 余瑞斌; 羅睿騏
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2020-08-17
Filing date: 2021-02-19
Publication date: 2022-01-21
Also published as: TW202209166A; TWI773225B; TWI754532B; TWI812938B; TW202209655A; TW202209656A; TWI752802B; TW202209081A; TWI746375B; TW202209080A; TW202209073A; TW202209180A; TWI756056B

Abstract

一種感測裝置，包括感測結構層、第一絕緣層、第二絕緣層、第一遮光圖案、第二遮光圖案以及多個微透鏡。感測結構層包括多個感測元件。第一絕緣層位於感測結構層上且具有第一開口，第一開口包括第一縱向開口以及第一橫向開口。第二絕緣層位於第一絕緣層上且具有第二開口，第二開口包括第二縱向開口以及第二橫向開口。第一遮光圖案位於感測結構層上且與第一開口以及第二開口對應的設置，其中第一遮光圖案包括色阻堆疊。第二遮光圖案以及多個微透鏡位於第二絕緣層上。

Description

感測裝置

本發明是有關於一種感測裝置，且特別是有關於一種指紋感測裝置。

目前配備有生物識別系統（例如指紋或虹膜）的可攜式電子裝置朝向全屏幕或超窄邊框發展的趨勢，因此，近年來屏下光學感測器被應用於可攜式電子裝置中。上述的屏下光學感測器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。以屏下指紋感測器為例，其一般包括有感測結構層以及設置於其上方的光機結構層，其中光機結構層由於具有微透鏡而須設計有一定厚度以作為焦距，使得光機結構層包括有多層彼此堆疊的厚膜結構；然而，此厚膜結構自身具有較大的應力，使得指紋感測器於形成後產生翹曲的問題，其對於後續例如對指紋感測器進行切割或與顯示面板黏合等製程將帶來不利的影響。

本發明提供一種感測裝置，其可解決因設置有多層結構而產生翹曲的問題。

本發明的感測裝置包括感測結構層、第一絕緣層、第二絕緣層、第一遮光圖案、第二遮光圖案以及多個微透鏡。感測結構層位於基板上且包括多個感測元件。第一絕緣層位於感測結構層上且具有第一開口，其中第一開口包括第一縱向開口以及第一橫向開口。第二絕緣層位於第一絕緣層上且具有第二開口，其中第二開口包括第二縱向開口以及第二橫向開口。第一遮光圖案位於感測結構層上且與第一開口以及第二開口對應的設置，其中第一遮光圖案包括色阻堆疊。第二遮光圖案位於第二絕緣層上且定義出光通過區域。多個微透鏡位於光通過區域中。第一縱向開口與第二縱向開口沿基板的法線方向於基板上的投影不重疊，且第一橫向開口與第二橫向開口沿基板的法線方向於基板上的投影不重疊。

在本發明的一實施例中，上述的第一遮光圖案形成於第一開口以及第二開口中。

在本發明的一實施例中，上述的部分的第一遮光圖案形成於第一開口中，且部分的第二絕緣層形成於第二開口中。

在本發明的一實施例中，上述的第一開口以及第二開口與多個感測元件沿基板的法線方向於基板上的投影不重疊。

在本發明的一實施例中，上述的色阻堆疊的穿透率小於30%。

在本發明的一實施例中，上述的色阻堆疊包括彼此堆疊的第一色阻以及第二色阻，其中第一色阻與第二色阻之間具有不同的顏色。

在本發明的一實施例中，上述的色阻堆疊包括彼此堆疊的第一色阻、第二色阻以及第三色阻，其中第一色阻、第二色阻與第三色阻之間具有不同的顏色。

在本發明的一實施例中，上述的感測裝置更包括第三絕緣層、第三遮光圖案、第四絕緣層、第四遮光圖案以及濾光層。第三絕緣層位於感測結構層與第一絕緣層之間。第三遮光圖案位於第三絕緣層上。第四絕緣層位於第三絕緣層上且覆蓋第三遮光圖案。第四遮光圖案位於第四絕緣層上。濾光層位於第四絕緣層上且覆蓋第四遮光圖案。

基於上述，本發明的感測裝置藉由使至少兩層有機層設置有包括縱向開口以及橫向開口的多個開口，其中相鄰的有機層具有的縱向開口（以及橫向開口）彼此沿基板的法線方向於基板上的投影不重疊，且使第一遮光圖案與多個開口對應的設置，藉此可減少原先未經圖案化的多層有機層的應力，以達到應力分散的效果，從而避免本實施例的感測裝置因設置有多層結構而產生翹曲的問題。

圖1A為本發明的第一實施例的感測裝置的俯視示意圖。圖1B為依據圖1A的剖線A1-A1’的感測裝置的剖面示意圖。

請同時參照圖1A以及圖1B，本實施例的感測裝置100包括基板SB、感測結構層SE、有機層PL2、遮光圖案BM1、有機層PL3、遮光圖案BM2、濾光層FL、有機層PL4、有機層PL5、遮光圖案BM3、遮光圖案BM4以及多個微透鏡ML。

在一些實施例中，基板SB可為可撓性基板或剛性基板。在一些實施例中，感測結構層SE可包括以下的構件，但需注意本發明不以此為限。感測結構層SE可例如包括多個感測元件SC、掃描線（未繪示）以及讀取線（未繪示）。另外，感測結構層SE還可包括電源供應線（未繪示）等走線，本發明不以此為限。值得一提的是，基板SB與感測結構層SE之間可例如設置有緩衝層（未繪示）。緩衝層的材料可為氧化矽、氮化矽、或上述至少二種材料的堆疊層，本發明不以此為限。

在一些實施例中，本實施例的感測裝置100可更包括主動元件（未繪示）。主動元件例如位於基板SB上，且例如包括閘極、半導體層、源極以及汲極。閘極例如與半導體層對應的設置，且兩者之間設置有閘間絕緣層GL。源極以及汲極設置於閘間絕緣層GL上且與半導體層部份地接觸。掃描線可與主動元件的源極電性連接，且讀取線可與主動元件的汲極電性連接，以讀取感測元件SC感測到的訊號。在本實施例中，主動元件為所屬領域中具有通常知識者所周知的任一種底部閘極型薄膜電晶體。然而，本實施例雖然是以底部閘極型薄膜電晶體為例，但本發明不限於此。在其他實施例中，主動元件也可以是頂部閘極型薄膜電晶體或是其它合適類型的薄膜電晶體。

多個感測元件SC例如位於基板SB上，且各自包括第一電極SC1、感光層SC2以及第二電極SC3。第一電極SC1、感光層SC2以及第二電極SC3例如以此順序依序堆疊於基板SB上。在一些實施例中，第二電極SC3的面積大於感光層SC2的面積，且第一電極SC1與第二電極SC3的輪廓可局部重疊。在一些實施例中，第一電極SC1與第二電極SC3可包括透光的導電材料或不透光的導電材料，其視感測裝置100的用途而定。在本實施例中，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SC3而入射至感光層SC2，基於此，第二電極SC3是使用透光的導電材料製作。感光層SC2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SC2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、氫化富矽碳化物或其他合適的材料或上述材料的組合。

在一些實施例中，感測結構層SE更包括有機層PL1。有機層PL1例如位於感測元件SC的第一電極SC1上。在一些實施例中，有機層PL1具有暴露出感測元件SC的第一電極SC1的開口O，其中感光層SC2位於開口O中接觸第一電極SC1，且第二電極SC3設置於有機層PL1且與感光層SC2接觸。有機層PL1的形成方法例如是利用旋轉塗佈法形成。有機層PL1的材料例如是有機絕緣材料，其可為聚亞醯胺、聚酯、苯並環丁烯（benzocyclobutene，BCB）、聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA）、聚乙烯苯酚（poly(4-vinylphenol)，PVP）、聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）、聚四氟乙烯（polytetrafluoroethene，PTFE）、六甲基二矽氧烷（hexamethyldisiloxane，HMDSO）或上述至少二種材料的堆疊層，但本發明不以此為限。在本實施例中，有機層PL1為單層結構，但本發明不以此為限。在其他的實施例中，有機層PL1可為多層結構。

有機層PL2例如位於有機層PL1上且覆蓋感測元件SC的第二電極SC3。有機層PL2的形成方法例如是利用旋轉塗佈法形成。有機層PL2的材料例如是有機絕緣材料，其可為聚亞醯胺、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，但本發明不以此為限。在本實施例中，有機層PL2為單層結構，但本發明不以此為限。在其他的實施例中，有機層PL2可為多層結構。

在一些實施例中，本實施例的感測裝置100可更包括無機層BP1。在後續的遮光圖案BM1選用與有機層PL2附著力不佳的材料的情況時，可藉由設置無機層BP1於有機層PL2上使遮光圖案BM1設置於無機層BP1上，如本實施例所例示出，但需注意本發明不以此為限。在另一些實施例中，若遮光圖案BM1選用與有機層PL2附著力強的材料，則可不設置無機層BP1。本實施例的無機層BP1例如位於有機層PL2上。無機層BP1的形成方法例如是利用物理氣相沉積法或化學氣相沉積法而形成。在本實施例中，無機層BP1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，但本發明不以此為限。在本實施例中，無機層BP1為單層結構，但本發明不以此為限。在其他的實施例中，無機層BP1可為多層結構。

遮光圖案BM1例如位於有機層PL2上。在一些實施例中，在設置有無機層BP1的情況下，遮光圖案BM1位於無機層BP1上。遮光圖案BM1例如用以定義出光通過區域LR1，詳細地說，遮光圖案BM1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。在一些實施例中，遮光圖案BM1的材料可為鉬、氧化鉬或其堆疊層。基於此，未設置有遮光圖案BM1的區域即可定義出光通過區域LR1。遮光圖案BM1的設置可有效地避免雜散光入射至多個感測元件SC，以避免雜散光影響感測結果。在本實施例中，光通過區域LR1與每一感測元件SC對應的設置，以使感測元件SC可將穿過光通過區域LR1的外界的光轉換為對應的電訊號。另外，在一些實施例中，設置有遮光圖案BM1的區域可用於遮蔽主動元件（圖式未示出）。詳細地說，遮光圖案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。遮光圖案BM1的形成方法例如是首先利用濺鍍法或其他方法形成遮光圖案材料層（未繪示）。接著，於遮光圖案材料層上形成圖案化光阻材料層（未繪示）。之後，以圖案化光阻層為罩幕，對遮光圖案材料層進行蝕刻製程，以形成遮光圖案BM1。

有機層PL3例如位於有機層PL2上且覆蓋遮光圖案BM1。在一些實施例中，在設置有無機層BP1的情況下，有機層PL3位於無機層BP1上。有機層PL3的形成方法例如是利用旋轉塗佈法形成。有機層PL3的材料例如是有機絕緣材料，其可為聚亞醯胺、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，但本發明不以此為限。在本實施例中，有機層PL3為單層結構，但本發明不以此為限。在其他的實施例中，有機層PL3可為多層結構。

在一些實施例中，本實施例的感測裝置100可更包括無機層BP2。在後續的遮光圖案BM2選用與有機層PL3附著力不佳的材料的情況時，可藉由設置無機層BP2於有機層PL3上使遮光圖案BM2設置於無機層BP2上，如本實施例所例示出，但需注意本發明不以此為限。在另一些實施例中，若遮光圖案BM2選用與有機層PL3附著力強的材料，則可不設置無機層BP2。本實施例的無機層BP2例如位於有機層PL3上。無機層BP2的形成方法例如是利用物理氣相沉積法或化學氣相沉積法而形成。在一些實施例中，無機層BP2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。在本實施例中，無機層BP2的材料為氮化矽。在本實施例中，無機層BP2為單層結構，但本發明不以此為限。在其他的實施例中，無機層BP2可為多層結構。

遮光圖案BM2例如位於有機層PL3上。在一些實施例中，在設置有無機層BP2的情況下，遮光圖案BM2位於無機層BP2上。遮光圖案BM2例如用以定義出光通過區域LR2，詳細地說，遮光圖案BM2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。在一些實施例中，遮光圖案BM2的材料可為鉬、氧化鉬或其堆疊層。基於此，未設置有遮光圖案BM2的區域即可定義出光通過區域LR2。遮光圖案BM2的設置可有效地避免雜散光入射至多個感測元件SC，以避免雜散光影響感測結果。在本實施例中，光通過區域LR2與光通過區域LR1對應的設置，即，與感測元件SC對應的設置，以使感測元件SC可將穿過光通過區域LR2與光通過區域LR1的外界的光轉換為對應的電訊號。遮光圖案BM2的形成方法例如是首先利用濺鍍法或其他方法形成遮光圖案材料層（未繪示）。接著，於遮光圖案材料層上形成圖案化光阻材料層（未繪示）。之後，以圖案化光阻層為罩幕，對遮光圖案材料層進行蝕刻製程，以形成遮光圖案BM2。

濾光層FL例如位於有機層PL3上且覆蓋遮光圖案BM2。在一些實施例中，在設置有無機層BP2的情況下，濾光層FL位於無機層BP2上。濾光層FL可例如提供濾光的功效。詳細地說，在本實施例中，濾光層FL可為紅外線截止（IR-cut）濾光層。即，當本實施例的感測元件SC將來自外界的可見光轉換成電訊號時，通常會一併將肉眼無法視得的紅外光轉換成電訊號，使得當電訊號轉換成影像顯示時，顯示出來的影像易受到紅外光而有失真或是色散之情形發生。基於此，本實施例藉由濾光層FL的設置可避免此問題產生。然而，本發明不以此為限，當本實施例的感測元件SC是將來自外界的紅外光轉換成電訊號時，則本實施例的濾光層FL可為紅外線通過（IR pass）濾光層。另外，在其他的實施例中，濾光層FL也可以是其他種類的濾光層，以具有防偽的效果。

有機層PL4例如位於濾光層FL上且具有第一開口OP1。有機層PL4的形成方法例如是首先利用旋轉塗佈法形成有機圖案材料層（未繪示）。接著，於有機圖案材料層上形成圖案化光阻材料層（未繪示）。之後，以圖案化光阻層為罩幕，對有機圖案材料層進行蝕刻製程。有機層PL4的材料例如是有機絕緣材料，其可為聚亞醯胺、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，但本發明不以此為限。在本實施例中，有機層PL4為單層結構，但本發明不以此為限。在其他的實施例中，有機層PL4可為多層結構。在本實施例中，有機層PL4具有的第一開口OP1包括多個第一縱向開口OP11以及多個第一橫向開口OP12，其中第一縱向開口OP11的延伸方向與第一橫向開口OP12的延伸方向彼此交錯。另外，第一開口OP1沿基板SB的法線方向n於基板SB上的投影與感測元件SC沿基板SB的法線方向n於基板SB上的投影完全不重疊。

遮光圖案BM3例如位於濾光層FL上。在本實施例中，一部分的遮光圖案BM3與有機層PL4的第一開口OP1對應的設置，且另一部分的遮光圖案BM3位於有機層PL4上。上述與第一開口OP1對應設置的遮光圖案BM3例如填入於第一開口OP1中，使其可有效地防止雜散光行經第一開口OP1而入射至多個感測元件SC，以避免雜散光影響感測結果。再者，由於第一開口OP1沿基板SB的法線方向n於基板SB上的投影與感測元件SC沿基板SB的法線方向n於基板SB上的投影完全不重疊，填入於第一開口OP1中的遮光圖案BM3可避免干擾來自外界的光（例如經指紋反射的光）行進至感測元件SC。在一些實施例中，遮光圖案BM3包括色阻堆疊，即，包括至少兩個彼此堆疊且具有不同顏色的色阻。舉例而言，遮光圖案BM3可包括彼此堆疊的第一色阻以及第二色阻，其中第一色阻與第二色阻之間具有不同的顏色。或者，遮光圖案BM3可包括彼此堆疊的第一色阻、第二色阻以及第三色阻，其中第一色阻、第二色阻與第三色阻之間具有不同的顏色。上述的顏色可為紅色、藍色、綠色或其他顏色。遮光圖案BM3包括的色阻堆疊由於具有上述的結構而使其的穿透率可小於30%，藉此以達到避免雜散光影響感測結果的效果。另外，與遮光圖案BM3的材料選用黑色金屬或黑色樹脂的情況相比，使遮光圖案BM3由彼此堆疊的色阻組成可具有製程便利的效果。值得一提的是，在其他的實施例中，遮光圖案BM3亦可包括黑色金屬或黑色樹脂，以達到上述的效果。

有機層PL5例如位於有機層PL4上且具有第二開口OP2。有機層PL5的形成方法例如是首先利用旋轉塗佈法形成有機圖案材料層（未繪示）。接著，於有機圖案材料層上形成圖案化光阻材料層（未繪示）。之後，以圖案化光阻層為罩幕，對有機圖案材料層進行蝕刻製程。有機層PL5的材料例如是有機絕緣材料，其可為聚亞醯胺、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，但本發明不以此為限。在本實施例中，有機層PL5為單層結構，但本發明不以此為限。在其他的實施例中，有機層PL5可為多層結構。在本實施例中，有機層PL5具有的第二開口OP2包括多個第二縱向開口OP21以及多個第二橫向開口OP22，其中第二縱向開口OP21的延伸方向與第二橫向開口OP22的延伸方向彼此交錯。在本實施例中，上述的位於有機層PL4上的另一部分遮光圖案BM3與第二開口OP2對應的設置，即，填入於第二開口OP2中，使其可有效地防止雜散光行經第二開口OP2而入射至多個感測元件SC，以避免雜散光影響感測結果。另外，第二開口OP2沿基板SB的法線方向n於基板SB上的投影與感測元件SC沿基板SB的法線方向n於基板SB上的投影完全不重疊，使得填入於第二開口OP2中的遮光圖案BM3可避免干擾來自外界的光（例如經指紋反射的光）行進至感測元件SC。

在一些實施例中，有機層PL4具有的第一縱向開口OP11的延伸方向與有機層PL5具有的第二縱向開口OP21的延伸方向實質上平行。另外，在一些實施例中，第一縱向開口OP11與第二縱向開口OP21沿基板SB的法線方向n於基板SB上的投影不重疊。基於上述第一縱向開口OP11與第二縱向開口OP21之間的設置關係，第一縱向開口OP11與第二縱向開口OP21沿基板SB的法線方向n於基板SB上的投影會彼此錯位排列，藉此可減少原先未經圖案化的多層有機層的應力，以達到應力分散的效果，從而避免本實施例的感測裝置100因設置有多層結構而產生翹曲的問題。

類似地，在一些實施例中，有機層PL4具有的第一橫向開口OP12的延伸方向與有機層PL5具有的第二橫向開口OP22的延伸方向實質上平行。另外，在一些實施例中，第一橫向開口OP12與第二橫向開口OP22沿基板SB的法線方向n於基板SB上的投影不重疊。基於上述第一橫向開口OP12與第二橫向開口OP22之間的設置關係，第一橫向開口OP12與第二橫向開口OP22沿基板SB的法線方向n於基板SB上的投影會彼此錯位排列，藉此亦可減少原先未經圖案化的多層有機層的應力，以達到應力分散的效果，從而避免本實施例的感測裝置100因設置有多層結構而產生翹曲的問題。

遮光圖案BM4例如位於有機層PL5上，且用以定義出光通過區域LR3。詳細地說，遮光圖案BM4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。在一些實施例中，遮光圖案BM4的材料可為鉬、氧化鉬或其堆疊層。基於此，未設置有遮光圖案BM4的區域即可定義出光通過區域LR3。遮光圖案BM4的設置可有效地避免雜散光入射至多個感測元件SC，以避免雜散光影響感測結果。在本實施例中，光通過區域LR3與光通過區域LR2對應的設置，即，與感測元件SC對應的設置，以使感測元件SC可將穿過光通過區域LR3、光通過區域LR2與光通過區域LR1的外界的光轉換為對應的電訊號。遮光圖案BM4的形成方法例如是首先利用濺鍍法或其他方法形成遮光圖案材料層（未繪示）。接著，於遮光圖案材料層上形成圖案化光阻材料層（未繪示）。之後，以圖案化光阻層為罩幕，對遮光圖案材料層進行蝕刻製程，以形成遮光圖案BM4。在一些實施例中，遮光圖案BM4與有機層PL5之間可設置有無機層（未繪示），但本發明不以此為限。

多個微透鏡ML例如位於有機層PL5上且設置於第三光通過區域LR3中。詳細地說，多個微透鏡ML位於由遮光圖案BM3定義出的第三光通過區域LR3中，且與多個感測元件SC對應的設置。舉例而言，多個微透鏡ML以陣列的方式排列，且具有穿過其中心的中心軸（未示出）。在一些實施例中，第一光通過區域LR1與第二光通過區域LR2亦具有穿過其中心的中心軸（未示出），其中每一微透鏡ML的中心軸可與第一光通過區域LR1以及第二光通過區域LR2中的一者的中心軸對位，但本發明不以此為限。基於此，多個微透鏡ML可用於更進一步提升光利用率的效果，以增加準直光之入射量，提高影像對比；並可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SC對應的設置，但本發明不以此為限。

基於上述，本實施例藉由使至少兩層有機層設置有包括縱向開口以及橫向開口的多個開口，其中相鄰的有機層具有的縱向開口（以及橫向開口）彼此沿基板的法線方向於基板上的投影不重疊，且使第一遮光圖案與多個開口對應的設置，藉此可減少原先未經圖案化的多層有機層的應力，以達到應力分散的效果，從而避免本實施例的感測裝置因設置有多層結構而產生翹曲的問題。再者，本實施例亦在與上述的多個開口的對應區域設置有由色阻堆疊的遮光圖案，除了製程便利外，亦可藉此以遮蔽來自外界的大角度的光（例如斜向光）且避免產生漏光的現象，而提升光的訊噪比以取得更清晰的影像。

圖2A為本發明的第二實施例的感測裝置的俯視示意圖。圖2B為依據圖2A的剖線A2-A2’的感測裝置的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖2A與圖2B繪示的實施例各自沿用圖1A與圖1B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2A與圖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。

請同時參照圖2A與圖2B，本實施例的感測裝置200與前述實施例的感測裝置100的主要差異在於：一部分的遮光圖案BM3與有機層PL4的第一開口OP1對應的設置，且另一部分的遮光圖案BM3被有機層PL4所覆蓋。在本實施例中，上述與第一開口OP1對應設置的遮光圖案BM3填入於第一開口OP1中，且覆蓋另一部分的遮光圖案BM3的有機層PL4將填入於有機層PL5具有的第二開口OP2中。

基於此，本實施例亦藉由使至少兩層有機層設置有包括縱向開口以及橫向開口的多個開口，其中相鄰的有機層具有的縱向開口（以及橫向開口）彼此沿基板的法線方向於基板上的投影不重疊，且使第一遮光圖案與多個開口對應的設置，藉此可減少原先未經圖案化的多層有機層的應力，以達到應力分散的效果，從而避免本實施例的感測裝置因設置有多層結構而產生翹曲的問題。

圖3為本發明的一實施例的電子裝置的剖面示意圖。

請參照圖3，圖3示出一種電子裝置10。在一些實施例中，電子裝置10可為一種屏下指紋辨識裝置，其例如是智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦或觸控型顯示裝置等電子裝置。本實施例的電子裝置10例如包括顯示面板1000以及感測裝置100，其中顯示面板1000與感測裝置100可藉由框膠FG黏合，本發明不以此為限。顯示面板1000例如適於藉由其具有的發光結構LE提供照明光束L1至手指F，而後經其反射出感測光束L2。在本實施例中，顯示面板1000為有機發光二極體（organic light-emitting diode；OLED）顯示面板，但本發明不以此為限。在其他的實施例中，顯示面板1000亦可為液晶顯示面板或其他適當的顯示面板。感測裝置100例如設置於顯示面板1000的下方，以接收由手指F所反射的感測光束L2，藉此進行指紋辨識。

綜上所述，本發明的感測裝置藉由使至少兩層有機層設置有包括縱向開口以及橫向開口的多個開口，其中相鄰的有機層具有的縱向開口（以及橫向開口）彼此沿基板的法線方向於基板上的投影不重疊，且使第一遮光圖案與多個開口對應的設置，藉此可減少原先未經圖案化的多層有機層的應力，以達到應力分散的效果，從而避免本發明的感測裝置因設置有多層結構而產生翹曲的問題。再者，本發明的感測裝置亦在與上述的多個開口的對應區域設置有由色阻堆疊的遮光圖案，除了製程便利外，亦可藉此以遮蔽來自外界的大角度的光（例如斜向光）且避免產生漏光的現象，而提升光的訊噪比以取得更清晰的影像。

10:電子裝置 100、200:感測裝置 1000:顯示面板 n:法線方向 A1-A1’、A2-A2’:剖線 BM1、BM2、BM3、BM4:遮光圖案 BP1、BP2:無機層 F:手指 FG:框膠 FL:濾光層 GL:閘間絕緣層 L1:照明光束 L2:感測光束 LE:發光結構 LR1、LR2、LR3:光通過區域 ML:微透鏡 O、OP1、OP2:開口 OP11、OP21:縱向開口 OP12、OP22:橫向開口 PL1、PL2、PL3、PL4、PL5:有機層 SB:基板 SC:感測元件 SC1:第一電極 SC2:感光層 SC3:第二電極 SE:感測結構層

圖1A為本發明的第一實施例的感測裝置的俯視示意圖。圖1B為依據圖1A的剖線A1-A1’的感測裝置的剖面示意圖。圖2A為本發明的第二實施例的感測裝置的俯視示意圖。圖2B為依據圖2A的剖線A2-A2’的感測裝置的剖面示意圖。圖3為本發明的一實施例的電子裝置的剖面示意圖。

100:感測裝置

n:法線方向

A1-A1’:剖線

BM1、BM2、BM3、BM4:遮光圖案

BP1、BP2:無機層

FL:濾光層

GL:閘間絕緣層

LR1、LR2、LR3:光通過區域

ML:微透鏡

O、OP1、OP2:開口

PL1、PL2、PL3、PL4、PL5:有機層

SB:基板

SC:感測元件

SC1:第一電極

SC2:感光層

SC3:第二電極

SE:感測結構層

Claims

一種感測裝置，包括：感測結構層，位於基板上，包括多個感測元件；第一絕緣層，位於所述感測結構層上且具有第一開口，其中所述第一開口包括第一縱向開口以及第一橫向開口；第二絕緣層，位於所述第一絕緣層上且具有第二開口，其中所述第二開口包括第二縱向開口以及第二橫向開口；第一遮光圖案，位於所述感測結構層上且與所述第一開口以及所述第二開口對應的設置，其中所述第一遮光圖案包括色阻堆疊；第二遮光圖案，位於所述第二絕緣層上且定義出光通過區域；以及多個微透鏡，位於所述光通過區域中，其中所述第一縱向開口與所述第二縱向開口沿所述基板的法線方向於所述基板上的投影不重疊，且所述第一橫向開口與所述第二橫向開口沿所述基板的法線方向於所述基板上的投影不重疊。
如請求項1所述的感測裝置，其中所述第一遮光圖案形成於所述第一開口以及所述第二開口中。
如請求項1所述的感測裝置，其中部分的所述第一遮光圖案形成於所述第一開口中，且部分的所述第二絕緣層形成於所述第二開口中。
如請求項1所述的感測裝置，其中所述第一開口以及所述第二開口與所述多個感測元件沿所述基板的法線方向於所述基板上的投影不重疊。
如請求項1所述的感測裝置，其中所述色阻堆疊的穿透率小於30%。
如請求項1所述的感測裝置，其中所述色阻堆疊包括彼此堆疊的第一色阻以及第二色阻，其中所述第一色阻與所述第二色阻之間具有不同的顏色。
如請求項1所述的感測裝置，其中所述色阻堆疊包括彼此堆疊的第一色阻、第二色阻以及第三色阻，其中所述第一色阻、所述第二色阻與所述第三色阻之間具有不同的顏色。
如請求項1所述的感測裝置，其更包括：第三絕緣層，位於所述感測結構層與所述第一絕緣層之間；第三遮光圖案，位於所述第三絕緣層上；第四絕緣層，位於所述第三絕緣層上且覆蓋所述第三遮光圖案；第四遮光圖案，位於所述第四絕緣層上；以及濾光層，位於所述第四絕緣層上且覆蓋所述第四遮光圖案。