بعض محتويات هذا التطبيق غير متوفرة في الوقت الحالي.
إذا استمرت هذه الحالة ، يرجى الاتصال بنا علىتعليق وإتصال
1. (WO2019033353) PHOTOELECTRIC SENSING APPARATUS AND ELECTRONIC DEVICE
Document

说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

附图

0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014  

说明书

发明名称 : 光电传感装置及电子设备

技术领域

[0001]
本实用新型涉及光电传感领域,尤其涉及一种光电传感装置及电子设备。

背景技术

[0002]
目前,生物信息传感器,尤其是指纹识别传感器,已逐渐成为移动终端等电子产品的标配组件。由于光学式指纹识别传感器比电容式指纹识别传感器具有更强的穿透能力,因此有人提出一种应用于移动终端的光学式指纹识别模组。如图1所示,该光学式指纹识别模组包括光学式指纹传感器400和光源402。其中,该光学式指纹传感器400设置于移动终端的保护盖板401下方。该光源402临近该光学式指纹识别传感器400的一侧设置。当用户的手指F接触保护盖板401时,光源402发出的光信号穿过保护盖板401并到达手指F,经过手指F的谷和脊的反射后,被光学式指纹识别传感器400接收,并形成手指F的指纹图像。
[0003]
然,上述光学式指纹识别模组无法获得清晰的图像,仍有待改进。
[0004]
实用新型内容
[0005]
本实用新型实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型实施方式需要提供一种光电传感装置及电子设备。
[0006]
本实用新型实施方式的一种光电传感装置,包括一半导体基板,所述半导体基板包括相对设置的第一表面和第二表面,所述半导体基板的第一表面上形成多个感光像素,所述半导体基板的第二表面上形成多个朝所述第一表面贯通所述半导体基板的通孔,且所述通孔与所述感光像素对应。
[0007]
本实用新型实施方式中,通过在半导体基板上形成感光像素及与感光像素对应的通孔,由于半导体基板的吸光特性,因此只有预定范围内的光信号穿过通孔并被感光像素吸收,从而使得相邻的感光像素之间接收到的光信号不会发生混叠,感光像素执行光感测后获得的图像较清晰,从而提高了光电传感装置感测精度。通过感光像素及通孔形成在同一半导体基板上,从而减少了光电传感装置的厚度,进而降低了光电传感装置的成本。
[0008]
在某些实施方式中,所述感光像素包括至少一感光器件,且所述感光器件的感光面与所述通孔对应设置。
[0009]
通过感光器件与通孔对应设置,以保证穿过通孔的光信号全部被感光器件接收,从而提高光电传感装置的感测精度。
[0010]
在某些实施方式中,所述半导体基板为预定厚度的硅片。
[0011]
在某些实施方式中,所述半导体基板由硅片经过减薄处理至预定厚度而形成。
[0012]
在某些实施方式中,所述通孔通过在半导体基板上刻蚀形成。
[0013]
在某些实施方式中,所述通孔采用气体刻蚀或离子束刻蚀形成。
[0014]
通过在半导体基板上形成贯通通孔来实现抗混叠效果,不但加工工艺相对简单,而且还保证了抗混叠效果。
[0015]
在某些实施方式中,所述通孔均匀分布。通过设置小孔径的通孔且通孔均匀分布,不但保证感光像素对应有通孔,而且使得半导体基板的制备工艺较简单。另外,小孔径的通孔使得半导体基板的抗混叠效果更好,从而提高了光电传感装置的感测精度。
[0016]
在某些实施方式中,所述通孔内填充透明材料。通过通孔内填充透明材料,不但增加半导体基板的强度,也可避免杂质进入通孔内而影响透光效果。
[0017]
在某些实施方式中,每一感光器件对应多个所述通孔。通过感光器件上对应多个通孔,使得感光器件能感测到足够的光信号,从而保证了光电传感装置的感测效果。
[0018]
在某些实施方式中,所述第二表面上设有滤光膜,所述滤光膜用于将预设波段以外的光信号过滤。
[0019]
在某些实施方式中,所述预设波段为蓝、绿光信号对应的波段。通过滤光膜的设置,使得环境光中的干扰信号能有效地滤除,从而提高了感测精度。
[0020]
在某些实施方式中,所述光电传感装置还包括一封装壳体,所述封装壳体用于将所述半导体基板以及所述感光像素进行封装。
[0021]
在某些实施方式中,所述光电传感装置为指纹传感装置。
[0022]
在某些实施方式中,所述光电传感装置为感光芯片,用于感测生物特征信息。
[0023]
本实用新型实施方式的一种电子设备,包括上述任一实施方式的光电传感装置。由于该电子设备具有上述任一实施方式的光电传感装置,因此具有该光电传感装置具有的所有有益效果。
[0024]
本实用新型实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型实施方式的实践了解到。

附图说明

[0025]
本实用新型实施方式的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0026]
图1是现有技术的一种应用于电子设备的光学感测结构的示意图;
[0027]
图2是本实用新型一实施方式的光电传感装置应用于电子设备的正面结构示意图;
[0028]
图3是图2中的电子设备沿I-I线的剖面结构示意图,其中仅示出了电子设备的部分结构;
[0029]
图4是本实用新型一实施方式的光电传感装置的结构示意图;
[0030]
图5是本实用新型一实施方式的电子设备执行光感测时受环境光干扰的示意图;
[0031]
图6是本实用新型另一实施方式的光电传感装置的结构示意图;
[0032]
图7是本实用新型又一实施方式的光电传感装置的结构示意图;
[0033]
图8是本实用新型一实施方式的光电传感装置的结构框图;
[0034]
图9是本实用新型一实施方式的感光像素的电路结构示意图;
[0035]
图10是本实用新型另一实施方式的感光像素的电路结构示意图;
[0036]
图11是图3示出的显示屏和光电传感装置在A区域处的局部放大示意图;
[0037]
图12是本实用新型一实施方式的电子设备中,显示像素与感光器件的相对位置示意图;
[0038]
图13是本实用新型另一实施方式的电子设备的剖面结构示意图,其中仅示出了电子设备的部分结构;
[0039]
图14是本实用新型一实施方式的显示屏的显示区域和感光面板的感测区域的对应关系示意图。

具体实施方式

[0040]
下面详细描述本实用新型的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
[0041]
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用 新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“接触”或“触摸”包括直接接触或间接接触。例如,下文中揭示的光电传感装置,其被设置在电子设备的内部,例如显示屏的下方,则用户手指通过保护盖板以及显示屏间接接触该光电传感装置。
[0042]
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通信;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0043]
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开,下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本实用新型。此外,本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外,本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0044]
进一步地,所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而,本领域技术人员应意识到,没有所述特定细节中的一个或更多,或者采用其它的结构、组元等,也可以实践本实用新型的技术方案。在其它情况下,不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本实用新型。
[0045]
本实用新型实施方式提出一种设置于电子设备内的光电传感装置,该显示屏例如但不限于OLED显示面板等具有发出光信号的显示装置。电子设备工作时,显示屏发出光信号,以实现相应的显示效果。此时,若有目标物体触摸该电子设备,显示屏发出的光信号到达目标物体后发生反射,反射回来的光信号穿过显示屏后被光电传感装置接收,光电传感装置将接收到的光信号转换为与光信号对应的电信号。根据该光电传感装置产生的电信号,可获得目标物体的预定生物特征信息。
[0046]
上述电子设备例如但不局限为消费性电子产品、家居式电子产品、车载式电子产品、金融终端产品等合适类型的电子产品。其中,消费性电子产品如为手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面显示器、电脑一体机等。家居式电子产品如为智能门锁、电视、冰箱、穿戴式设备等。车载式电子产品如为车载导航仪、车载DVD等。金融终端产品如为ATM 机、自助办理业务的终端等。以下实施例是以手机类的移动终端为例进行描述,但如前所述,以下各实施例也可适用于其它合适的电子产品,并不局限于手机类的移动终端。
[0047]
上述目标物体的预定生物特征信息(或为:图像信息)例如但不限于指纹、掌纹、耳纹、脚掌等皮肤纹路信息,以及心率、血氧浓度、静脉、动脉等其它合适的生物特征信息。该预定生物特征信息可为前述列举的信息中的任意一种或几种。该目标物体例如但不限于人体,也可以为其它合适类型的生物体。
[0048]
请参照图2以及图3,图2示出了应用本实用新型光电传感装置的电子设备一实施方式的正面结构,图3示出了图2中的电子设备沿I-I线的局部剖面结构。本实用新型实施方式的光电传感装置20应用于一移动终端100,该移动终端100的正面设有一显示屏10,该显示屏10上方设有保护盖板30。可选地,该显示屏10的屏占比较高,例如80%以上。屏占比是指显示屏10的显示区域S1占移动终端100的正面区域的比例。该光电传感装置20对应设置在该显示屏10的下方,对应该显示屏10的显示区域S1的局部区域设置。定义该移动终端100的正面对应或正对该光电传感装置20的区域为感测区S2。该光电传感装置20用于感测接触或接近该感测区S2上方的目标物体的预定生物特征信息。可以理解的是,该光电传感装置20也可以设置于保护盖板30下方,且位于移动终端的正面非显示区。
[0049]
该感测区S2可为显示区上的任一位置。例如,该感测区S2对应该显示屏10的显示区的中下位置处设置。可以理解地是,该感测区S2对应该显示屏10的中下位置处设置是为了方便用户进行操作。例如,当用户手持移动终端100时,用户的大拇指可方便触摸该感测区S2的位置。当然,该感测区S2也可以放置于用户方便触摸的其它合适位置。
[0050]
当移动终端100处于亮屏状态、且处于生物特征信息感测模式时,该显示屏10发出光信号。当一物体接触或接近该感测区S2时,该光电传感装置20接收由该物体反射回来的光线,转换接收到的光线为相应的电信号,并根据该电信号获取该物体的预定生物特征信息,例如,指纹图像信息。从而,该光电传感装置20可实现对接触或接近显示区上方的局部区域的目标物体进行感测。
[0051]
请参照图4,图4示出了本实用新型一实施方式的光电传感装置的局部结构。该光电传感装置20包括一半导体基板24,且半导体基板24包括相对设置的第一表面240和第二表面242。其中半导体基板24的第一表面240上形成多个感光像素22,半导体基板24的第二表面242上形成多个朝向第一表面240贯通半导体基板24的通孔241,而且该通孔241与感光像素22对应。
[0052]
由于目标物体不同部位对光信号的反射存在差异,而且目标物体表面的不平整,目标物体有些部位与保护盖板30(见图3)接触,有些部位与保护盖板30未接触,从而造成接触的位置发生漫反射,未接触的位置发生镜面反射,则相邻的感光像素22之间感测到的光信号会存在混叠,从而造成获得的感测图像模糊。因此,本实用新型实施方式通过在半导体基板24上形成感光像素22以及与感光像素22对应的通孔241,感光像素22接收穿过通孔241的光信号,并将接收到的光信号转换为相应的电信号,如此通过通孔241的设置,能防止相邻的感光像素22接收到的光信号产生混叠,从而使得获得的感测图像清晰,提高了光电传感装置20的感测精度。
[0053]
另外,由于该通孔241直接形成于半导体基板24上,从而减小了光电传感装置20的厚度,进而降低光电传感装置20的成本,有利于电子设备朝轻薄化方向发展。
[0054]
在某些实施方式中,由于半导体材料具有吸光特性,因此照射到半导体基板24上的光信号,大部分被半导体基板24吸收,只有预设范围内的光信号能穿过通孔241,并被感光像素22接收。该预设范围内的光信号为与半导体基板24近似垂直的光信号。如此,可以防止相邻的感光像素22之间接收的光信号产生混叠。需要说明的是,与半导体基板24近似垂直的光信号包括垂直于所述半导体基板24的光信号,以及相对所述半导体基板24的垂直方向偏移预设角度范围内的光信号。该预设角度范围为±20°内。
[0055]
在某些实施方式中,通孔241的孔径越小,抗混叠效果越好。如此可以在半导体基板24上设置小孔径的通孔241,且该通孔241对应感光像素22设置,从而可以提高了抗混叠效果。
[0056]
进一步地,半导体基板24上多个通孔241均匀分布,从而使得半导体基板24的制备工艺较简单,而且每一感光像素22将对应多个通孔241,使得感光像素22能感测到足够的光信号,从而保证了光电传感装置20的感测效果。
[0057]
进一步地,半导体基板24为预定厚度的硅片,通过预定厚度的设置,可以有效防止相邻的感光像素22之间接收到的光信号发生混叠。若硅片的厚度比预定厚度大,则可以先将硅片进行减薄处理,以达到预定厚度。
[0058]
在某些实施方式中,通孔241通过在半导体基板24上刻蚀形成。由于硅片具有一定的硬度,因此在硅片上进行刻蚀形成通孔的工艺相对较简单,更易于实现。具体地,该刻蚀方法可以采用气体刻蚀或离子束刻蚀等干刻蚀方法,如此可以保证通孔241的有效形成,保证了抗混叠效果。
[0059]
在某些实施方式中,上述通孔241内均可以填充透明材料,以增加半导体基板24的强度,也可避免杂质进入通孔241内而影响透光效果。为了保证通孔241的透光效果, 透明材料可以选用透光率较大的材料,例如玻璃、PMMA(亚克力)、PC(聚碳酸酯)等等。
[0060]
在某些实施方式中,请参照图5,图5示出了电子设备执行感测时受环境光影响的情况。以目标物体F为手指为例,当手指位于保护盖板30时,若有环境光照射于手指上,而手指具有很多组织结构,例如表皮、骨头、肉、血管等,因此环境光中的部分光信号会穿透手指,部分光信号则被手指吸收。穿透手指的光信号将向手指下方的保护盖板30传输并到达光电传感装置20,此时光电传感装置20不但感测到经目标物体F反射回来的光信号,还感测到环境光穿透手指的光信号,如此无法进行准确地感测。因此,为了避免环境光影响光电传感装置20对目标物体F的感测,如图6所示,图6示出了本实用新型另一实施方式的光电传感装置20的结构。该半导体基板24上设有滤光膜23,即滤光膜23设置于半导体基板24的第二表面242上。该滤光膜23用于将预设波段以外的光信号进行过滤。本实施方式中,该预设波段以外的光信号为环境光形成的干扰信号,即环境光中能穿透手指的光信号。通过该滤光膜23,将反射回来的光信号中的干扰信号滤除,从而提高了光电传感装置20的感测精度。
[0061]
在某些实施方式中,预设波段的光信号以外的光信号为环境光中较长波段的光信号,因为较长波段的光信号可以穿透目标物体,而较短波段的光信号则被目标物体吸收。因此通过对环境光中较长波段的光信号进行滤除,就能滤除环境光中穿透手指的光信号,达到消除环境光的干扰信号的目的。
[0062]
在某些实施方式中,预设波段为蓝色光信号对应的波段,即滤光膜23将蓝色光信号以外的光信号滤除。
[0063]
在某些实施方式中,预设波段为绿色光信号对应的波段,即滤光膜23将绿色光信号以外的光信号滤除。
[0064]
在环境光的红色光信号、蓝色光信号以及绿色光信号中,手指等目标物体F对红色光信号的吸收最弱,其次是绿色光信号,对蓝色光信号的吸收最强。即环境光照射于手指上,大量的蓝色光信号被手指吸收,只有少量的,甚至没有蓝色光信号穿透手指。因此,选择蓝色光信号或绿色光信号以外波段的光信号进行过滤,可以大大消除环境光的干扰,提高光电传感装置20的感测精度。
[0065]
在某些实施方式中,请参照图7,图7示出了本实用新型又一实施方式的光电传感装置20的结构。在某些实施方式中,所述光电传感装置20进一步包括一封装体30,所述封装体用于将所述半导体基板24以及所述半导体基板24上的所有器件进行封装,例如感光像素22以及滤光膜23。尤其地,该封装体30可以一并填充通孔282。
[0066]
请参照图8,图8示出了一实施方式的光电传感装置20的结构。半导体基板24还形成有与感光像素22电性连接的扫描线组和数据线组,扫描线组用于接收相应的驱动信号,以驱动感光像素22执行光感测,数据线组用于将感光像素22执行光感测而产生的电信号输出。该半导体基板24例如但不限于硅基板等。
[0067]
具体地,在某些实施方式中,请继续参照图8,感光像素22呈阵列分布,例如矩阵分布。当然,也可以为其他规则方式分布或非规则方式分布。扫描线组包括多条扫描线201,数据线组包括多条数据线202,多条扫描线201与多条数据线202相互交叉设置,且设置在相邻的感光像素22之间。例如,多条扫描线G1、G2…Gm沿Y方向间隔布设,多条数据线S1、S2…Sn沿X方向间隔布设。然,可变更地,该多条扫描线201与多条数据线202不限定图8中示出的垂直设置,也可以呈一定角度的设置,例如30°、60°等。另外,由于扫描线201和数据线202的导电性,因此处于交叉位置的扫描线201和数据线202之间通过绝缘材料进行隔离。
[0068]
需要说明的是,上述扫描线201和数据线202的分布以及数量的设置并不局限于上述例举的实施方式,可以根据感光像素的结构的不同而对应设置相应的扫描线组和数据线组。
[0069]
进一步地,请继续参照图8,多条扫描线201均连接一驱动电路25,多条数据线202均连接一信号处理电路27。驱动电路25用于提供相应的扫描驱动信号,并通过对应的扫描线201传输给相应的感光像素22,以激活该感光像素22执行光感测。该驱动电路25形成在衬底26上,当然也可以通过柔性电路板与感光像素22电性连接,即连接多条扫描线201。信号处理电路27通过数据线202接收相应的感光像素22执行光感测而产生的电信号,并根据该电信号来获取目标物体的生物特征信息。
[0070]
在某些实施方式中,光电传感装置20还包括一控制器29,该控制器29用于控制驱动电路输出相应的扫描驱动信号,例如但不局限于逐行激活感光像素22执行光感测。该控制器29还用于控制信号处理电路27接收感光像素22输出的电信号,并在接收执行光感测的所有感光像素22输出的电信号后,根据该电信号生成目标物体的生物特征信息。
[0071]
进一步地,上述信号处理电路27以及控制器29可形成在半导体基板24上,也可通过柔性电路板与感光像素22电性连接。
[0072]
在某些实施方式中,如图9所示,图9示出了一实施方式的感光像素22的电路结构。该感光像素22包括一感光器件220和一开关器件222。该开关器件222具有一控制端C以及两信号端,例如第一信号端Sn1和第二信号端Sn2。其中,开关器件222的控 制端C与扫描线201连接,开关器件222的第一信号端Sn1经感光器件220连接一参考信号L,开关器件222的第二信号端Sn2与数据线202连接。需要说明的是,图9示出的感光像素22仅用于举例说明,并不限于感光像素22的其他组成结构。
[0073]
具体地,上述感光器件220例如但不限于光敏二极管、光敏三极管、光电二极管、光电阻、薄膜晶体管的任意一个或几个。以光电二极管为例,通过在光电二极管的两端施加负向电压,此时,若光电二极管接收到光信号时,将产生与光信号成一定比例关系的光电流,接收到的光信号强度越大,产生的光电流则越大,光电二极管负极上的电压下降的速度也就越快,因此通过采集光电二极管负极上的电压信号,从而获得目标物体不同部位反射的光信号强度,进而获得目标物体的生物特征信息。可以理解的是,为了增大感光器件220的感光效果,可以设置多个感光器件220。
[0074]
进一步地,开关器件222例如但不限于三极管、MOS管、薄膜晶体管中的任意一个或几个。当然,该开关器件222也可以包括其他类型的器件,数量也可以为2个、3个等。
[0075]
在某些实施方式中,为了进一步提高光电传感装置20的感测精度,也可以选择对蓝色光信号的感光灵敏度高的感光器件220。通过选择对蓝色光信号和绿色光信号的感光灵敏度高的感光器件220执行光感测,使得该感光器件220对蓝色光信号和绿色光信号的感光更灵敏,因此一定程度上也避免了环境光中红色光信号造成的干扰,从而提高了光电传感装置20的感测精度。
[0076]
以图9示出的感光像素22结构为例,该薄膜晶体管TFT的栅极作为开关器件222的控制端C,薄膜晶体管TFT的源极和漏极对应作为开关器件222的第一信号端Sn1和第二信号端Sn2。薄膜晶体管TFT的栅极与扫描线201连接,薄膜晶体管TFT的源极与光电二极管D1的负极连接,薄膜晶体管TFT的漏极与数据线202连接。光电二极管D1的正极连接参考信号L,该参考信号L例如为地信号或负电压信号。
[0077]
在上述感光像素22执行光感测时,通过扫描线201给薄膜晶体管TFT的栅极施加一驱动信号,以驱动薄膜晶体管TFT导通。此时,数据线202连接一正电压信号,当薄膜晶体管TFT导通后,数据线202上的正电压信号经薄膜晶体管TFT施加至光电二极管D1的负极,由于光电二极管D1的正极接地,因此光电二极管D1两端将施加一反向电压,使得光电二极管D1处于反向偏置,即处于工作状态。此时,当有光信号照射到该光电二极管D1时,光电二极管D1的反向电流迅速增大,从而引起光电二极管D1上的电流变化,该变化的电流可以从数据线202上获取。由于光信号的强度越大,产生的反向电流也越大,因此根据数据线202上获取到的电流信号,可以获得光信号的强度, 进而获得目标物体的生物特征信息。
[0078]
在某些实施方式中,上述参考信号L可以为正电压信号、负电压信号、地信号等。只要数据线202上提供的电信号与该参考信号L施加在光电二极管D1两端,使得光电二极管D1两端形成反向电压,以执行光感测,均在本实用新型限定的保护范围内。
[0079]
可以理解的是,上述感光像素22中薄膜晶体管TFT和光电二极管D1的连接方式并不局限于图9示出的连接方式,也可以为其他连接方式。例如,如图10所示,图10示出了另一实施方式的感光像素的电路结构。薄膜晶体管TFT的栅极G与扫描线201连接,薄膜晶体管TFT的漏极D与光电二极管D1的正极连接,薄膜晶体管TFT的源极S与数据线202连接。光电二极管D1的负极连接正电压信号Vcc。
[0080]
进一步地,上述感光器件220与通孔282对应设置,以保证穿过通孔282的光信号全部被感光器件220接收,从而提高光电传感装置20的感测精度。
[0081]
请结合参照图3和图4,该光电传感装置20为一感光芯片,位于显示屏10下方,用于感测生物特征信息。具体地,该光电传感装置20的第一表面240远离显示屏10,光电传感装置20的第二表面242靠近显示屏10。该光电传感装置20执行感测时,光电传感装置20利用显示屏10发出的光信号作为光源,显示屏10发出的光信号到达手指后,经手指反射回来的光信号穿过显示屏10后,再穿过半导体基板24上的通孔241,从而被感光像素22接收。
[0082]
请参照图11,图11示出了图3所示的光电传感装置20和显示屏10在区域A处的局部放大结构。显示屏10包括多个显示像素12。可选地,在一实施方式中,感光像素22与显示像素12对应设置。当然,位于显示屏10下方的感光像素22不局限与显示像素12对应设置,也可以为其他设置方式。例如,请参照图12,图12示出了一实施方式的电子设备中,显示像素与感光器件的相对位置。相邻的显示像素12之间设有间隙H,且该间隙H内具有透光区域。感光像素22中的感光器件220对应设置于相邻的显示像素之间的间隙H的下方。这里的下方例如但不限于正下方,能保证足够的光信号被接收到的位置均可。可以理解的是,若穿过该间隙H的光信号越多,则光电传感装置20的感测精度越高。图12示出的显示像素并不局限于显示屏10的结构,显示屏10的显示像素也可以包括其他种类,而且显示屏10中的显示像素12并不局限于图12示出的排列方式,还可以有其他的排列方式,例如pentiel排列方式等。
[0083]
由于感光像素22接收穿过显示屏10的光信号,因此,该显示屏10具有相应的透光区域,只要感光像素22的感光面对应该透光区域设置,就可以保证足够的光信号能被感光像素22感测到,从而进行有效地执行光感测。
[0084]
进一步地,显示屏10还包括驱动各显示像素12发光的驱动电路和相应的驱动线路(图中未示出),而且该驱动电路和相应的驱动线路可以设置于各显示像素12之间,也可以设置于各显示像素12下方。为了更好的显示效果,设置显示像素、驱动电路和相应的驱动线路的区域为不透光区域,其余的区域则为透光区域。而感光器件220则位于该透光区域下方,以便进行更好地光感测。可以理解的是,显示屏10中的透光区域和不透光区域并没有严格的限制,是否透光由显示屏10的组成结构以及组成结构的分布来决定。例如,当形成显示像素12的结构采用透明结构时,设置显示像素的区域将变为透光区域。
[0085]
在某实施方式中,请参照图13和图14,图13和图14示出了本实用新型另一实施方式的电子设备的部分结构。该电子设备包括保护盖板30、显示屏10、光电传感装置20,保护盖板30位于显示屏10上方,光电传感装置20位于显示屏10下方。该光电传感装置20为一感光面板,而且该感光面板与显示屏10层叠设置。另外,该光电传感装置20的组成结构以及感测原理参照前面实施例描述,在此不再赘述。
[0086]
在某些实施方式中,光电传感装置20用于执行对显示屏的显示区域内任意位置的目标物体的生物特征信息感测。具体地,例如显示屏10具有一显示区域105和非显示区域106,该显示区域105由显示屏10的所有显示像素12的发光区域界定,显示区域105以外的区域为非显示区域106,非显示区域106用于设置驱动显示像素12的显示驱动电路等电路或者设置供柔性电路板连接的线路绑定区。感光面板具有一感测区域203和非感测区域204,该感测区域203由所有感光像素22的感测区域界定,感测区域203以外的区域为非感测区域204,非感测区域204用于设置驱动感光像素22执行光感测的感光驱动电路等电路或者供柔性电路板连接的线路绑定区。感测区域203的形状与显示区域105的形状一致,且感测区域203的大小大于或等于显示区域105的大小,如此使得感光面板能对接触或接近显示屏10的显示区域105任意位置的目标物体的预定生物特征信息的感测。进一步地,感光面板的面积小于或等于显示屏10的面积,且感光面板的形状与显示屏10的形状一致,如此便于感光面板与显示屏10的组装。然,可变更地,在某些实施方式中,感光面板的面积也可以大于显示屏10的面积。
[0087]
在某些实施方式中,所述感光面板的感测区域203也可为小于显示屏10的显示区域105,以实现显示屏10显示区域105的局部区域的目标物体的预定生物特征信息的感测。
[0088]
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方 式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0089]
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
[0090]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式,可以理解的是,上述实施方式是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

权利要求书

[权利要求 1]
一种光电传感装置,其特征在于:包括一半导体基板,所述半导体基板包括相对设置的第一表面和第二表面,所述半导体基板的第一表面上形成多个感光像素,所述半导体基板的第二表面上形成多个朝所述第一表面贯通所述半导体基板的通孔,且所述通孔与所述感光像素对应。
[权利要求 2]
如权利要求1所述的光电传感装置,其特征在于:所述感光像素包括至少一感光器件,且所述感光器件的感光面与所述通孔对应设置。
[权利要求 3]
如权利要求1所述的光电传感装置,其特征在于:所述半导体基板为预定厚度的硅片。
[权利要求 4]
如权利要求3所述的光电传感装置,其特征在于:所述半导体基板由硅片经过减薄处理至预定厚度而形成。
[权利要求 5]
如权利要求1所述的光电传感装置,其特征在于:所述通孔通过在半导体基板上刻蚀形成。
[权利要求 6]
如权利要求5所述的光电传感装置,其特征在于:所述通孔采用气体刻蚀或离子束刻蚀形成。
[权利要求 7]
如权利要求1所述的光电传感装置,其特征在于:所述通孔均匀分布。
[权利要求 8]
如权利要求1所述的光电传感装置,其特征在于:所述通孔内填充透明材料。
[权利要求 9]
如权利要求2所述的光电传感装置,其特征在于:每一感光器件对应多个所述通孔。
[权利要求 10]
如权利要求1-9任一项所述的光电传感装置,其特征在于:所述第二表面上设有滤光膜,所述滤光膜用于将预设波段以外的光信号过滤。
[权利要求 11]
如权利要求8所述的光电传感装置,其特征在于:所述预设波段为蓝、绿光信号对应的波段。
[权利要求 12]
如权利要求1所述的光电传感装置,其特征在于:所述光电传感装置还包括一封装壳体,所述封装壳体用于将所述半导体基板以及所述感光像素进行封装。
[权利要求 13]
如权利要求1所述的光电传感装置,其特征在于:所述光电传感装置为指纹传感装置。
[权利要求 14]
如权利要求1所述的光电传感装置,其特征在于:所述光电传感装置为感光芯片,用于感测生物特征信息。
[权利要求 15]
一种电子设备,其特征在于:包括如权利要求1-14任一项所述的光电传感装置。

附图

[ 图 0001]  
[ 图 0002]  
[ 图 0003]  
[ 图 0004]  
[ 图 0005]  
[ 图 0006]  
[ 图 0007]  
[ 图 0008]  
[ 图 0009]  
[ 图 0010]  
[ 图 0011]  
[ 图 0012]  
[ 图 0013]  
[ 图 0014]