TWI764499B - 生物特徵感測裝置 - Google Patents
生物特徵感測裝置Info
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Abstract
生物特徵感測裝置包括光感測元件、第一介質層、第一遮光層、第二介質層以及第二遮光層。光感測元件設置於基板上。第一介質層設置於基板及光感測元件上。第一遮光層設置於第一介質層上且包含對應於光感測元件的第一孔洞。第一孔洞具有第一孔徑以及垂直於基板之第一中心線。第一遮光層中遠離光感測元件的表面與光感測元件之間具有第一高度。第一孔洞具有偏移距離。經由第一孔洞至光感測元件的光線與第一中心線之間具有最大夾角。偏移距離(S1)、第一孔徑(W1)、第一高度(D1)及最大夾角(α)具有下列關係:0 < S1 < [W1+(2*(D1*|tan(α)|))];0 < D1/W1 < 15。
Description
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。
在一般的指紋感測器(fingerprint sensor;FPS)中,常會藉由孔洞(pinhole;或稱:針孔)的設計以提升訊噪比(signal-to-noise ratio; SNR或S/N)及/或以演算法增強感測元件的影像訊號的處理能力。
本發明提供一種生物特徵感測裝置,其具有良好的光學及/或對應的辨識性能。
本發明的生物特徵感測裝置適於感測光線。生物特徵感測裝置包括至少一光感測元件、第一介質層、第一遮光層、第二介質層以及第二遮光層。光感測元件設置於基板上。第一介質層設置於基板及光感測元件上。第一遮光層設置於第一介質層上。第一遮光層包含多個第一孔洞。這些第一孔洞至少一者對應於光感測元件。這些第一孔洞至少一者具有垂直於基板之第一中心線。第一遮光層具有二相反的表面。二相反的表面其中一者較接近至少一光感測元件。較遠離光感測元件的第一遮光層之二相反的表面另一者與光感測元件之間具有第一高度。這些第一孔洞至少一者具有第一孔徑。第一高度對第一孔徑的比值大於0且小於15。第二介質層設置於第一遮光層上。第二遮光層設置於第二介質層上。第二遮光層包含多個第二孔洞。這些第二孔洞至少一者對應於這些第一孔洞至少一者。這些第二孔洞至少一者對應於光感測元件。第二遮光層具有二相反的表面。二相反的表面其中一者較接近至少一光感測元件。較遠離光感測元件的第二遮光層之二相反的表面另一者與光感測元件之間具有第二高度。這些第二孔洞至少一者具有第二孔徑。第二高度對第二孔徑的比值大於0且小於15。這些第一孔洞至少一者具有偏移距離。經由這些第一孔洞至少一者至光感測元件的光線與第一中心線之間具有最大夾角。偏移距離為S1,第一孔徑為W1,第一高度為D1,最大夾角為α,且偏移距離、第一孔徑、第一高度及最大夾角具有下列關係:0 < S1 < [W1+(2*(D1*|tan(α)|))]。
生物特徵感測裝置包括至少一光感測元件、第一介質層、第一遮光層、第二介質層以及第二遮光層。光感測元件設置於基板上。第一介質層設置於基板及光感測元件上。第一遮光層設置於第一介質層上。第一遮光層包含多個第一孔洞。這些第一孔洞至少一者對應於至少一光感測元件。這些第一孔洞至少一者具有一垂直於基板之第一中心線。第一遮光層具有二相反的表面及第一側邊。第一側邊連接二相反的表面。第一側邊連接二相反的表面其中一者形成第一結點。第一遮光層之二相反的表面其中一者較接近至少一光感測元件。較遠離光感測元件的第一遮光層之二相反的表面另一者與光感測元件之間具有一第一高度。這些第一孔洞至少一者具有第一孔徑。第一高度對第一孔徑的比值大於0且小於15。第二介質層設置於第一遮光層上。第二遮光層設置於第二介質層上。第二遮光層包含多個第二孔洞。這些第二孔洞至少一者對應於這些第一孔洞至少一者。第二遮光層具有二相反的表面及第二側邊。第二側邊連接二相反的表面。第二側邊連接二相反的表面其中一者形成一第二結點。第二遮光層之二相反的表面其中一者較接近光感測元件。較遠離光感測元件的第二遮光層之二相反的表面另一者與光感測元件之間具有第二高度。這些第二孔洞至少一者具有第二孔徑。第二高度對第二孔徑的比值大於0且小於15。這些第一孔洞至少一者具有偏移距離。第一結點與第二結點之連線與第一中心線之間具有最大夾角。偏移距離為S1,第一孔徑為W1,第一高度為D1,最大夾角為α,且偏移距離、第一孔徑、第一高度及最大夾角α具有下列關係:0<S1<[W1+(2*(D1*|tan(α)|))]。
基於上述,在本發明的生物特徵感測裝置中,其遮光層的高度、遮光層的孔洞的孔徑、遮光層的孔洞的偏移距離以及對應的夾角之間至少具有上述的關係(以上述的關係式表示)。如此一來,可以使生物特徵感測裝置具有較佳的光學及/或對應的辨識性能。
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。如本領域技術人員將認識到的,可以以各種不同的方式修改所描述的實施例,而不脫離本發明的精神或範圍。
在附圖中,為了清楚起見,放大了各元件等的厚度。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”、“重疊於另一元件”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/或電連接。
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、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“第三元件”、“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,且相對地“第二元件”、“部件”、“區域”、“層”、或“部分”可以被稱為第三元件、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“包括”及/或“包括”指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件的存在及/或部件,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”和“上”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“下面”或“下面”可以包括上方和下方的取向。
本文使用的“基本上”或其他類似用語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,“基本上”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。
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1至圖4是依照本發明的一實施例的一種生物特徵感測裝置的部分剖視示意圖。圖5是依照本發明的一實施例的一種生物特徵感測裝置的部分上視示意圖。圖2可以是對應於圖1中區域R1的放大圖。圖3可以是對應於圖1中區域R2的放大圖。圖4可以是生物特徵感測裝置100中的一遮光層的部分剖視示意圖。另外,為求清楚表示,於圖1至圖5中可能省略繪示了部分的膜層或構件。舉例而言,於圖5中僅是例性地繪示了基板190、第一孔洞117對應的上視位置、光感測元件170的外輪廓的概略對應上視位置、主動元件188的外輪廓的概略對應上視位置以及預設位917對應的上視位置。
生物特徵感測裝置100包括基板190、至少一光感測元件170、第一介質層151、第一遮光層110、第二介質層152以及第二遮光層120。光感測元件170設置於基板190的基板表面190a上。第一介質層151設置於基板190的基板表面190a上以及光感測元件170上。第一遮光層110設置於第一介質層151上。第二介質層152設置於第一遮光層110上。第二遮光層120設置於第二介質層152上。
在本實施例中,生物特徵感測裝置100可以更包括第一保護層161或第二保護層162,但本發明不限於此。第一保護層161可以夾設於第一介質層151與第一遮光層110之間。第二保護層162可以夾設於第二介質層152與第二遮光層120之間。
在本實施例中,至少藉由光感測元件170可以使生物特徵感測裝置100適於感測光線L。在一實施例中,生物特徵感測裝置100可以適於感測由生物特徵(如:指紋,但不限)所反射的光線,但本發明不限於此。
在圖1中,僅示例性地繪示一個光感測元件170,但本發明不限於此。在其他未繪示的實施例中,或是,生物特徵感測裝置100在圖1未繪示的區域中,可以具有其他相同或相似於光感測元件170的光感測元件。
在一實施例中,光感測元件170可以是由多個堆疊的膜層(如:對應的電極層及對應的感光層)所構成,但本發明不限於此。前述的感光層例如是富矽氧化物(Silicon-rich oxide;SRO)層,但本發明不限於此。在一可能的實施例中,光感測元件170可以包括模組化的光感測元件。
第一遮光層110具有多個第一孔洞117。這些第一孔洞117中的至少其中之一對應於光感測元件170。
對應於光感測元件170的第一孔洞117具有第一孔徑W1。對應於光感測元件170的第一孔洞117具有垂直於基板190的基板表面190a的第一中心線C1。
在本實施例中,第一遮光層110具有二相反的表面,前述二相反的表面其中一者較接近光感測元件170,而前述二相反的表面其中另一者較遠離光感測元件170。舉例而言,第一遮光層110具有彼此相反的第一上表面110a及第一下表面110b。相較於第一上表面110a,第一下表面110b較接近光感測元件170。相較於第一下表面110b,第一上表面110a較遠離光感測元件170。第一上表面110a與光感測元件170之間具有第一高度D1。第一高度D1與第一孔徑W1的比值大於0且小於15。也就是說,第一高度D1(後述的關係式中以D1表示)與第一孔徑W1(後述的關係式中以W1表示)具有以下關係式:0 < D1/W1 < 15。
在本實施例中,第一遮光層110可以更具有連接第一上表面110a及第一下表面110b的第一側邊110c。第一上表面110a及第一下表面110b的至少其中之一與第一側邊110c可以形成第一結點P1。
在本實施例中,對於第一遮光層110而言,第一結點P1可以是對應於可入射的光L的最邊緣。也就是說,對於第一遮光層110而言,第一孔洞117的第一孔徑W1可以是以限光量較多者為主要的決定範圍。
在本實施例中,以剖面觀之,第一孔洞117在第一上表面110a上的孔徑可以基本上相同於第一孔洞117在第一下表面110b上的孔徑。也就是說,以剖面觀之,第一孔洞117的形態可以相同或相似於矩形。於此,第一孔洞117的第一孔徑W1可以是以第一上表面110a上的孔徑或第一下表面110b上的孔徑為主。但本發明並未排除後述的其他可能。
在一未繪示的實施例中,以剖面觀之,第一孔洞117在第一上表面110a上的孔徑可以小於第一孔洞117在第一下表面110b上的孔徑。也就是說,以剖面觀之,第一孔洞117的形態可以相同或相似於正梯形。於此,第一孔洞117的第一孔徑W1基本上是以第一上表面110a上的孔徑為主。也就是說,第一上表面110a與第一側邊110c基本上可以形成第一結點P1。
在一未繪示的實施例中,以剖面觀之,第一孔洞117在第一上表面110a上的孔徑可以大於第一孔洞117在第一下表面110b上的孔徑。也就是說,以剖面觀之,第一孔洞117的形態可以相同或相似於倒梯形。對應於光感測元件170的第一孔洞117具有偏移距離S1。偏移距離S1可以是第一孔洞117垂直投影於基板190的基板表面190a上的中心(如:對應於第一中心線C1)與第一孔洞117的預設位垂直投影於基板190的基板表面190a上的中心(如:對應於第二中心線C2)之間的距離。
請參考圖1至圖3,舉例而言,於區域R1內的第一孔洞117可以具有偏移距離S1,而於區域R2內的第一孔洞117可以位於其預設位。也就是說,於區域R1內,偏移的第一孔洞117的第一中心線C1與對應於其的第二孔洞127的第二中心線C2不重疊。於區域R2內,位於預設位的第一孔洞117的第一中心線C1與對應於其的第二孔洞127的第二中心線C2基本上重疊。
經由具有偏移距離S1的第一孔洞117至光感測元件170的光線與第一中心線C1之間具有最大夾角α。偏移距離S1(後述的關係式中以S1表示)、第一孔徑W1(後述的關係式中以W1表示)、第一高度D1(後述的關係式中以D1表示)及最大夾角(後述的關係式中以α表示)具有下列關係式:0< S1 < (W1+2*D1*|tan(α)|)。前述的關係式也可以表示為:0< S1 < (W1+2*D1*abs(tan(α))),其中abs為絕對值函式的一種表示方式。
在本實施例中,最大夾角α可以大於0°,且小於或等於60°,但本發明不限於此。
在本實施例中,生物特徵感測裝置100可以更包括第三介質層153、第四介質層154以及第三遮光層130。第三介質層153及第四介質層154設置於第一遮光層110上。第三遮光層130設置於第三介質層153及第四介質層154上。
在本實施例中,第二遮光層120可以夾設於二介質層152與第三介質層153之間;且/或,第二遮光層120可以夾設於二介質層152與第四介質層154之間,但本發明不限於此。
第三遮光層130具有多個第三孔洞137。這些第三孔洞137中的至少其中之一對應於前述對應於光感測元件170的第一孔洞117。對應於前述對應於光感測元件170的第一孔洞117的第三孔洞137具有第三孔徑W3。
在本實施例中,第三遮光層130具有二相反的表面,前述二相反的表面其中一者較接近光感測元件170,而前述二相反的表面其中另一者較遠離光感測元件170。舉例而言,第三遮光層130具有彼此相反的第三上表面130a及第三下表面130b。相較於第三上表面130a,第三下表面130b較接近光感測元件170。相較於第三下表面130b,第三上表面130a較遠離光感測元件170。第三上表面130a與光感測元件170之間具有第三高度D3。第三高度D3與第三孔徑W3的比值大於0且小於15。也就是說,第三高度D3(後述的關係式中以D3表示)與第三孔徑W3(後述的關係式中以W3表示)具有以下關係:0 < D3/W3 < 15。
在本實施例中,第三遮光層130可以更具有連接第三上表面130a及第三下表面130b的第三側邊130c。第三上表面130a及第三下表面130b的至少其中之一與第三側邊130c可以形成第三結點P3。在本實施例中,對於第三遮光層130而言,第三結點P3可以是對應於可入射的光束的最邊緣。也就是說,對於第三遮光層130而言,第三孔洞137的第三孔徑W3可以是以限光量較多者為主要的決定範圍。
在本實施例中,以剖面觀之,第三孔洞137在第三上表面130a上的孔徑可以小於第三孔洞137在第三下表面130b上的孔徑。也就是說,以剖面觀之,第三孔洞137的形態可以相同或相似於正梯形。於此,第三孔洞137的第三孔徑W3基本上是以第三上表面130a上的孔徑為主。也就是說,第三上表面130a與第三側邊130c基本上可以形成第三結點P3。但本發明並未排除後述的其他可能。
在一未繪示的實施例中,以剖面觀之,第三孔洞137在第三上表面130a上的孔徑可以大於第三孔洞137在第三下表面130b上的孔徑。也就是說,以剖面觀之,第三孔洞137的形態可以相同或相似於倒梯形。於此,第三孔洞137的第三孔徑W3基本上是以第三下表面130b上的孔徑為主。
在一未繪示的實施例中,以剖面觀之,第三孔洞137在第三上表面130a上的孔徑可以基本上相同於第三孔洞137在第三下表面130b上的孔徑。也就是說,以剖面觀之,第三孔洞137的形態可以相同或相似於矩形。於此,第三孔洞137的第三孔徑W3可以是以第三上表面130a上的孔徑或第三下表面130b上的孔徑為主。
在本實施例中,第一遮光層110、第二遮光層120及第三遮光層130中的至少其中之一包括低反射層810及遮光導電層820。低反射層810的反射率基本上可以小於10%,或進一步地小於或等於5%。低反射層810可以包括金屬氧化物、或金屬氮氧化物、或上述材料之堆疊、或導電材質與上述之堆疊。前述的導電材質較佳包括銅(Cu)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、銀(Ag)、鈮(Nb),會其他適宜的金屬元素、包含上述元素之合金或共金化合物(如:鉬鉭(MoTa)、鉬鈮(MoNb),或鉬鈦(MoTi))。其中,遮光導電層820可以為前述的導電材質之單層或堆疊之結構。前述的低反射層810可以包括前述之金屬氧化物或金屬氮氧化物(如:鉬氧化物(MoOx
)、鉬鉭氧化物(MoTaOx
)、鉬鈮氧化物(MoNbOx
)、鉬氮氧化物(MoOx
Ny
)、鉬鉭氮氧化物(MoTaOx
Ny
)、鉬鈮氮氧化物(MoNbOx
Ny
))或上述之組合或堆疊,但本發明不限於此。另外,前述的化學式中的x或y可以是一般化學式中用於表示數值的方式,且並未限定x或y為自然數或相同或固定的數值。另外,在前述合金或共金化合物中,並未限定各金屬元素的比例。
在本實施例中,生物特徵感測裝置100更包括多個透鏡187。這些透鏡187設置於基板190上。這些透鏡187中的至少其中之一對應於多個第三孔洞137中的至少其中之一。
在本實施例中,可以是一個透鏡187對應於一個第一孔洞117、一個第二孔洞127及/或一個第三孔洞137,但本發明不限於此。在一未繪示的實施例中,可以是一個透鏡(如:類似於透鏡187的透鏡)對應於多個第一孔洞117、多個第二孔洞127及/或多個第三孔洞137。
在本實施例中,透鏡187的中心線(如:對應透鏡187最厚處的線)可以對應於一孔洞的中心線(如:一個第一孔洞117的中心線C1及/或一個第二孔洞127的中心線C2)。
在本實施例中,相鄰之二個第三孔洞137的中心之間具有一間距S2,嵌於第三孔洞137且相鄰之二個透鏡187之間具有一間隔G,其中間距S2(後述的關係式中以S2表示)、間隔G(後述的關係式中以G表示)與第三孔徑W3(後述的關係式中以W3表示),具有下列關係式:(S2-W3)≦G。
在本實施例中,可以是多個透鏡187對應於一個光感測元件170,但本發明不限於此。在一未繪示的實施例中,可以是一個透鏡(如:類似於透鏡187的透鏡)對應於一個光感測元件170。
在本實施例中,對應於第三孔洞137的透鏡設置於第三遮光層130的多個第二孔洞137中的至少其中之一上,且透鏡187的上表面187a與第三遮光層130的接近處與第三遮光層130的第三上表面130a之間具有接觸角θ。接觸角θ大於或等於30°且小於或等於75°。
在本實施例中,生物特徵感測裝置100更包括紅外線濾除層(IR-cut layer)140。在一實施例中,紅外線濾除層140可以是單一的膜層也可是多個膜層的堆疊。紅外線濾除層140設置於光感測元件170及基板190上。
在本實施例中,生物特徵感測裝置100可以更包括第三保護層163或第四保護層163,但本發明不限於此。第三保護層163可以夾設於第三介質層153與紅外線濾除層140之間。第四保護層164可以夾設於第三遮光層130與第四介質層154之間。
請參照圖5,在本實施例中,基板190上具有至少一單元SU。單元SU可以包括光感測元件170。當這些第一孔洞117至少一者從一預設位917移動或偏移至一另一位時,移動或偏移的第一孔洞117可以位於單元SU的邊緣。
另外,在圖5(或;對應於圖1)中,第一孔洞117的移動方向或偏移方向僅是示例性地繪示,於本發明並不加以限制。
另外,本發明並不限定一單元SU中對應的光感測元件170數量及/或對應的透鏡187數量。在一實施例中,若一單元SU中具有多個光感測元件170,則前述的多個光感測元件170中的其中兩個可以串聯,或者是並聯。另外,光感測元件170的配置方式也可以依據感測需求而加以調整。舉例而言,光感測元件170可以區分為不同的區域。
在一實施例中,較遠離單元SU的邊緣的第一孔洞117的移動量或偏移量可能較小;或,可以不會移動或偏移。
在一實施例中,前述的單元SU可以稱為感測單元(sensor unit)。舉例而言,前述的單元SU可以包括對應的光感測元件170、對應於光感測元件170的孔洞(如:第一遮光層110中的至少一個第一孔洞117)及/或電性連接於光感測元件170的主動元件188。
在本實施例中,前述移動或偏移的第一孔洞117具有偏移距離S1。
在一實施例中,當前述的第一孔洞117從一預設位917移動或偏移至另一位時,偏移距離S1可以是預設位917之中心線垂直投影於基板190上之處與移動或偏移的第一孔洞117的第一中心線C1垂直投影於基板190上之處之間的距離。
在一實施例中,當前述的第一孔洞117從一預設位917移動或偏移至另一位時,偏移距離S1可以是移動或偏移的第一孔洞117的垂直於基板190的基板表面190a的第一中心線C1於基板表面190a上的投影與對應於前述的第一孔洞117的第二孔洞127的垂直於基板190的基板表面190a的第二中心線C2於基板表面190a上的投影之間的距離。也就是說,第一中心線C1與第二中心線C2可以不重合。
綜上所述,在本發明的生物特徵感測裝置中,其遮光層的高度、遮光層的孔洞的孔徑、遮光層的孔洞的孔徑的偏移距離以及對應的夾角之間至少具有上述的關係(以上述的關係式表示)。如此一來,可以使生物特徵感測裝置具有良好的光學及/或對應的辨識性能。
100:生物特徵感測裝置
190:基板
190a:基板表面
170:光感測元件
151:第一介質層
110:第一遮光層
117:第一孔洞
C1:第一中心線
W1:第一孔徑
110a:第一上表面
110b:第一下表面
110c:第一側邊
152:第二介質層
120:第二遮光層
127:第二孔洞
C2:第二中心線
W2:第二孔徑
120a:第二上表面
120b:第二下表面
120c:第二側邊
130:第三遮光層
137:第三孔洞
W3:第三孔徑
130a:第三上表面
130b:第三下表面
140:紅外線濾除層
153:第三介質層
154:第四介質層
161:第一保護層
162:第二保護層
163:第三保護層
164:第四保護層
187:透鏡
188:主動元件
810:遮光導電層
820:低反射層
917:預設位
α:最大夾角
θ:接觸角
D1:第一高度
D2:第二高度
D3:第三高度
G:間隔
L:光線
P1:第一結點
P2:第二結點
P3:第二結點
R1、R2:區域
S1:偏移距離
S2:間距
SU:單元
圖1是依照本發明的一實施例的一種生物特徵感測裝置的部分剖視示意圖。
圖2是依照本發明的一實施例的一種生物特徵感測裝置的部分剖視示意圖。
圖3是依照本發明的一實施例的一種生物特徵感測裝置的部分剖視示意圖。
圖4是依照本發明的一實施例的一種生物特徵感測裝置的部分剖視示意圖。
圖5是依照本發明的一實施例的一種生物特徵感測裝置的部分上視示意圖。
100:生物特徵感測裝置
190:基板
190a:基板表面
170:光感測元件
151:第一介質層
161:第一保護層
110:第一遮光層
110a:第一上表面
110b:第一下表面
117:第一孔洞
C1:第一中心線
152:第二介質層
162:第二保護層
120:第二遮光層
120a:第二上表面
120b:第二下表面
127:第二孔洞
C2:第二中心線
153:第三介質層
163:第三保護層
140:紅外線濾除層
154:第四介質層
164:第四保護層
130:第三遮光層
130a:第三上表面
130b:第三下表面
137:第三孔洞
187:透鏡
G:間隔
R1、R2:區域
S1:偏移距離
S2:間距
Claims (12)
- 一種生物特徵感測裝置,適於感測一光線,該生物特徵感測裝置包括:至少一光感測元件,設置於一基板上;一第一介質層,設置於該基板及該至少一光感測元件上;一第一遮光層,設置於該第一介質層上,該第一遮光層包含多個第一孔洞,其中該些第一孔洞至少一者對應於該至少一光感測元件,且該些第一孔洞至少一者具有一垂直於該基板之第一中心線,其中該第一遮光層具有二相反的表面,該二相反的表面其中一者較接近該至少一光感測元件,較遠離該至少一光感測元件的該第一遮光層之該二相反的表面另一者與該至少一光感測元件之間具有一第一高度,該些第一孔洞至少一者具有一第一孔徑,且該第一高度對該第一孔徑的比值大於0且小於15;一第二介質層,設置於該第一遮光層上;以及一第二遮光層,設置於該第二介質層上,該第二遮光層包含多個第二孔洞,其中該些第二孔洞至少一者對應於該些第一孔洞至少一者,其中該些第二孔洞至少一者對應於該至少一光感測元件,其中該第二遮光層具有二相反的表面,該二相反的表面 其中一者較接近該至少一光感測元件,較遠離該至少一光感測元件的該第二遮光層之該二相反的表面另一者與該至少一光感測元件之間具有一第二高度,該些第二孔洞至少一者具有一第二孔徑,且該第二高度對該第二孔徑的比值大於0且小於15;其中該些第一孔洞至少一者具有一偏移距離,經由該些第一孔洞至少一者至該至少一光感測元件的該光線與該第一中心線之間具有一最大夾角,該偏移距離為S1,該第一孔徑為W1,該第一高度為D1,該最大夾角為α,且該偏移距離、該第一孔徑、該第一高度及該最大夾角具有下列關係:0<S1<[W1+(2*(D1*|tan(α)|))]。
- 一種生物特徵感測裝置,包括:至少一光感測元件,設置於一基板上;一第一介質層,設置於該基板及該至少一光感測元件上;一第一遮光層,設置於該第一介質層上,該第一遮光層包含多個第一孔洞,其中該些第一孔洞至少一者對應於該至少一光感測元件,該些第一孔洞至少一者具有一垂直於該基板之第一中心線,該第一遮光層具有二相反的表面及一第一側邊,該第一側邊連接該二相反的表面,該第一側邊連接該二相反的表面其中一者形成一第一結點,其中該第一遮光層之該二相反的表面其中一者較接近該至少一光感測元件,較遠離該至少一光感測元件的該第一遮光層 之該二相反的表面另一者與該至少一光感測元件之間具有一第一高度,該些第一孔洞至少一者具有一第一孔徑,且該第一高度對該第一孔徑的比值大於0且小於15;一第二介質層,設置於該第一遮光層上;以及一第二遮光層,設置於該第二介質層上,該第二遮光層包含多個第二孔洞,其中該些第二孔洞至少一者對應於該些第一孔洞至少一者,且該第二遮光層具有二相反的表面及一第二側邊,該第二側邊連接該二相反的表面,該第二側邊連接該二相反的表面其中一者形成一第二結點,其中該第二遮光層之該二相反的表面其中一者較接近該至少一光感測元件,較遠離該至少一光感測元件的該第二遮光層之該二相反的表面另一者與該至少一光感測元件之間具有一第二高度,該些第二孔洞至少一者具有一第二孔徑,且該第二高度對該第二孔徑的比值大於0且小於15,其中該些第一孔洞至少一者具有一偏移距離,該第一結點與該第二結點之連線與該第一中心線之間具有一最大夾角,該偏移距離為S1,該第一孔徑為W1,該第一高度為D1,該最大夾角為α,且該偏移距離、該第一孔徑、該第一高度及該最大夾角α具有下列關係:0<S1<[W1+(2*(D1*|tan(α)|))]。
- 如請求項1或2所述的生物特徵感測裝置,其中該最大夾角α大於0°且小於或等於60°。
- 如請求項1或2所述的生物特徵感測裝置,其中相鄰之二個該些第二孔洞的中心之間具有一間距,相鄰之二個該些第二孔洞之間具有一間隔,其中該間距為S2、該間隔為G、該第二孔徑為W2,且該間距、該間隔及該第二孔徑具有下列關係:(S2-W2)≦G。
- 如請求項1或2所述的生物特徵感測裝置,更包括:多個透鏡,設置於該基板上,且該些透鏡至少一者對應於該些第二孔洞至少一者。
- 如請求項5所述的生物特徵感測裝置,其中該些透鏡至少一者設置於該第二遮光層之該些第二孔洞至少一者上,且該些透鏡至少一者的上表面與較遠離該至少一光感測元件的該第二遮光層之該二相反的表面另一者夾設有一接觸角,且所述接觸角大於或等於30°且小於或等於75°。
- 如請求項1或2所述的生物特徵感測裝置,更包括:一紅外線濾除層,設置於該至少一光感測元件及該基板上。
- 如請求項1或2所述的生物特徵感測裝置,更包括:一第三介質層,設置於該第一遮光層上;一第三遮光層,設置於該第三介質層上,且該第三遮光層夾設於該二介質層與該第三介質層之間,該第三遮光層包含多個第三孔洞, 其中該些第三孔洞至少一者對應於該些第一孔洞至少一者,該第三遮光層具有二相反之表面,該二相反的表面其中一者較接近該至少一光感測元件,較遠離該至少一光感測元件的該第三遮光層之該二相反的表面另一者與該至少一光感測元件之間具有一第三高度,該些第三孔洞至少一者具有一第三孔徑,且該第三高度對該第三孔徑的比值大於0且小於15。
- 如請求項8所述的生物特徵感測裝置,其中該第一遮光層、該第二遮光層及該第三遮光層中其中至少一者包括:一遮光導電層及一低反射層,且該低反射層包含導電材質之氧化物、導電材質之氮氧化物或前述之組合。
- 如請求項1或2所述的生物特徵感測裝置,其中該基板上具有至少一單元,當該些第一孔洞至少一者從一預設位移動至一另一位時,該些第一孔洞至少一者係位於該至少一單元的邊緣,且該單元包含該至少一光感測元件。
- 如請求項1或2所述的生物特徵感測裝置,其中該些第一孔洞至少一者具有該偏移距離,該偏移距離係為當該些第一孔洞至少一者從一預設位移動至一另一位時,其垂直投影於該基板上的該預設位之該第一中心線與該另一位之該第一中心線之間具有之距離。
- 如請求項1或2所述的生物特徵感測裝置,其中該些第二孔洞至少一者具有一垂直於該基板之第二中心線,其中該些第一孔洞至少一者具有該偏移距離,該偏移距離係為當該些 第一孔洞至少一者偏移時,垂直投影於該基板上的該第一中心線與該些第二孔洞至少一者之一第二中心線之間之距離,且該第一中心線與該第二中心線不重合。
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