本发明专利技术提供了一种光侦测装置和光侦测器件，所述装置包括显示单元和光侦测器件；所述光侦测器件包括多个像素侦测区，每一像素侦测区对应设置一个以上薄膜电晶管所组成一组扫描驱动与传输数据的像素薄膜电路、以及一光侦测薄膜；所述光侦测器件的光侦测波长范围包含可见光波段至红外光波段，以增强信号强度，扩大探测范围。大探测范围。大探测范围。
【技术实现步骤摘要】
一种光侦测装置和光侦测器件
[0001]本案是针对申请号为“201711015467.3”，申请日为2017/10/26，申请名称“一种光侦测装置和光侦测器件”的中国专利提出的分案申请。
[0002]本专利技术涉及光学器件领域，特别涉及一种光侦测装置和光侦测器件。
技术介绍
[0003]目前，液晶显示(LCD)屏或有源阵列式有机发光二极管(AMOLED)显示屏，皆是以薄膜电晶管(TFT)结构扫描并驱动单一画素，以实现屏上画素阵列之显示功能。形成TFT开关功能的主要结构为金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)，其中熟知的半导体层主要材料有非晶硅、多晶硅、氧化铟镓锌(IGZO)、或是混有碳纳米材料之有机化合物等等。由于光侦测二极管(Photo Diode)的结构亦可采用此类半导体材料制备，且生产设备也兼容于TFT阵列的生产设备，因此近年来TFT光侦测二极管开始以TFT阵列制备方式作生产，并广泛应用在X光感测平板器件，如中华人民共和国专利CN103829959B、CN102903721B所描述。
[0004]相较于传统结晶材料制备之影像传感器件，上述TFT光感测阵列薄膜材料之光能隙(Bandgap)皆以可见光为主要吸收范围，因此较易受环境可见光之干扰形成噪声，导致信号噪声比(SNR)较低。受限于此，TFT光感测阵列初期的应用乃是以X光感测平板器件应用为主，主因即为X光属短波长光且准直性高，X光影像先入射到感测平板上配置之光波长转换材料，将X光影像转换较长波长之可见光再直接于感测平板内部传输至TFT光感测阵列薄膜上，避免了周围环境之可见光形成噪声干扰，如上述中华人民共和国专利CN103829959B、CN102903721B所描述。
[0005]若欲将此类熟知的可见光传感器薄膜配置在原显示屏结构内，受限于显示画素开口孔径等问题，光侦测二极管阵列感测之真实影像已是发生绕射等光学失真之影像，且因光学信号穿透显示屏多层结构，并且在光学显示信号、触摸感测信号并存的情况下，欲从低信噪比场景提取有用光学信号具备很高的困难度，技术困难等级达到近乎单光子成像之程度，必须需借由算法依光波理论运算重建方能解析出原始影像。为了避开此一技术难点，熟知将可见光传感器薄膜配置在原显示屏结构内会需要额外的光学增强器件，或是仅将光传感器薄膜配置在显示屏侧边内，利用非垂直反射到达侧边之光线进行光影像重建，例如：中华人民共和国专利CN101359369B所述。
[0006]由上述熟知光传感器薄膜的现有技术可以看出，现有的光侦测装置存在光电转换率低、无法满足大面积薄膜阵列器件的问题，欲配置光侦测阵列薄膜在显示屏结构内，需要对光侦测结构进行改善以使得拓展侦测的光敏波长范围以及提高其对应的光电转换量子效率。
技术实现思路
[0007]为此，需要提供一种光侦测的技术方案，用于解决现有的光侦测薄膜存在的光电
转化率低的问题。
[0008]为实现上述目的，专利技术人提供了一种光侦测装置，所述装置包括显示单元和光侦测器件；所述光侦测器件包括多个像素侦测区，每一像素侦测区对应设置一个以上薄膜电晶管所组成一组扫描驱动与传输数据的像素薄膜电路、以及一光侦测薄膜；所述光侦测器件的光侦测波长范围包含可见光波段至红外光波段。
[0009]进一步地，所述显示单元与所述光侦测器件通过低折射率胶粘合，所述低折射率胶的折射率低于所述显示单元的折射率。
[0010]进一步地，所述光侦测薄膜包括光敏二极管感应区，所述光敏二极管感应区设置有光敏二极管层，所述光敏二极管层包括至少一个结层的p型/i型/n型结构，所述p型/i型/n型结构包括p型半导体层、i型半导体层、n型半导体层，所述i型半导体层为微晶硅结构或非结晶硅化锗结构。
[0011]进一步地，所述光敏二极管层包括两个以上结层的p型/i型/n型结构，每一结层包括p型/i型/n型结构，所述两个以上结层中的第一结层的p型/i型/n型结构中的i型半导体层为非晶硅结构，所述两个以上结层中的第二结层以上的p型/i型/n型结构中的i型半导体层为微晶结构、多晶结构或是掺有可扩展光敏波长范围的化合物材料。
[0012]进一步地，每个结层的p型/i型/n型结构中的p型半导体层包括大于两层的多层结构，沿p型/i型/n型的厚度方向，第一层p型半导体层包括非结晶结构且重掺杂硼，第二层以上p型半导体包括微晶结构且正常掺杂硼；和/或每个结层的p型/i型/n型结构中的n型半导体层包括大于两层的多层结构，沿p型/i型/n型的厚度方向，第一层n型半导体层和第二层n型半导体层包括微晶结构且正常掺杂磷，第三层以上n型半导体包括非结晶结构且重掺杂磷。
[0013]进一步地，所述微晶硅结构为硅烷与氢气通过化学气相沉积成膜的半导体层，微晶硅结构的禁带宽度小于1.7eV。
[0014]进一步地，所述非结晶硅化锗结构为硅烷、氢气与锗烷通过化学气相沉积成膜的非结晶半导体层，且其禁带宽度小于1.7eV。
[0015]进一步地，所述p型半导体层的上端面设置有第一光学器件，所述第一光学器件用于降低光线在p型半导体层的上端面的反射率、或是减小光线在p型半导体层的折射角度以增加光入射量。
[0016]进一步地，所述第一光学器件包括折射率呈周期性变化的光子晶体结构或微透镜阵列结构、或是折射率呈非周期性变化的漫散射结构。
[0017]进一步地，所述n型半导体层的下端面还设置有第二光学器件，所述第二光学器件用于提高光线在n型半导体层的下端面的反射率。
[0018]进一步地，所述第二光学器件包括折射率呈周期性变化的光子晶体结构、或是折射率呈非周期性变化的漫散射结构，且所述第二光学器件的折射率小于n型半导体层的折射率。
[0019]进一步地，所述光侦测薄膜包括光敏电晶管感应区，所述光敏电晶管感应区设置有光敏薄膜晶体管，所述光敏薄膜晶体管包括栅极、源极、漏极、绝缘层、光吸收半导体层；所述光敏薄膜晶体管为倒立共平面式结构，所述倒立共平面式结构包括：所述栅极、绝缘层、源极纵向自下而上设置，所述漏极与所述源极横向共面设置；绝缘层包裹所述栅极，以
使得栅极与源极、栅极与漏极之间均不接触；源极和漏极之间间隙配合，源极和漏极横向之间形成光敏漏电流通道，所述光吸收半导体层设置于光敏漏电流通道内。
[0020]进一步地，所述源极和漏极的数量均为多个，源极和源极之间相互并联，漏极和漏极之间相互并联；所述源极和漏极之间间隙配合，源极和漏极横向之间形成光敏漏电流通道包括：相邻的源极之间形成第一间隙，一个漏极置于所述第一间隙内，相邻的漏极之间形成第二间隙，一个源极置于所述第二间隙内，源极和漏极之间交错设置且间隙配合。
[0021]进一步地，所述显示单元上设置有光侦测感应区，所述光侦测感应区包括至少两个光侦测感应子区域，每一光侦测感应子区域的下方对应设置一个光侦测器件。
[0022]进一步地，所述装置还包括侦测控制电路，所述侦测控制电路用于在接收启动信号时，控制所述至少两个光侦测感应子区域中的其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光侦测装置，其特征在于，所述装置包括显示单元和光侦测器件；所述光侦测器件包括多个像素侦测区，每一像素侦测区对应设置一个以上薄膜电晶管所组成一组扫描驱动与传输数据的像素薄膜电路、以及一光侦测薄膜；所述光侦测器件的光侦测波长范围包含可见光波段至红外光波段。2.如权利要求1所述的光侦测装置，其特征在于，所述显示单元与所述光侦测器件通过低折射率胶粘合，所述低折射率胶的折射率低于所述显示单元的折射率。3.如权利要求1所述的光侦测装置，其特征在于，所述光侦测薄膜包括光敏二极管感应区，所述光敏二极管感应区设置有光敏二极管层，所述光敏二极管层包括至少一个结层的p型/i型/n型结构，所述p型/i型/n型结构包括p型半导体层、i型半导体层、n型半导体层，所述i型半导体层为微晶硅结构或非结晶硅化锗结构。4.如权利要求3所述的光侦测装置，其特征在于，所述光敏二极管层包括两个以上结层的p型/i型/n型结构，每一结层包括p型/i型/n型结构，所述两个以上结层中的第一结层的p型/i型/n型结构中的i型半导体层为非晶硅结构，所述两个以上结层中的第二结层以上的p型/i型/n型结构中的i型半导体层为微晶结构、多晶结构或是掺有可扩展光敏波长范围的化合物材料。5.如权利要求3所述的光侦测装置，其特征在于，每个结层的p型/i型/n型结构中的p型半导体层包括大于两层的多层结构，沿p型/i型/n型的厚度方向，第一层p型半导体层包括非结晶结构且重掺杂硼，第二层以上p型半导体包括微晶结构且正常掺杂硼；和/或每个结层的p型/i型/n型结构中的n型半导体层包括大于两层的多层结构，沿p型/i型/n型的厚度方向，第一层n型半导体层和第二层n型半导体层包括微晶结构且正常掺杂磷，第三层以上n型半导体包括非结晶结构且重掺杂磷。6.如权利要求3所述的光侦测装置，其特征在于，所述微晶硅结构为硅烷与氢气通过化学气相沉积成膜的半导体层，微晶硅结构的禁带宽度小于1.7eV。7.如权利要求3所述的光侦测装置，其特征在于，所述非结晶硅化锗结构为硅烷、氢气与锗烷通过化学气相沉积成膜的非结晶半导体层，且其禁带宽度小于1.7eV。8.如权利要求3所述的光侦测装置，其特征在于，所述p型半导体层的上端面设置有第一光学器件，所述第一光学器件用于降低光线在p型半导体层的上端面的反射率、或是减小光线在p型半导体层的折射角度以增加光入射量。9.如权利要求8所述的光侦测装置，其特征在于，所述第一光学器件包括折射率呈周期性变化的光子晶体结构或微透镜阵列结构、或是折射率呈非周期性变化的漫散射结构。10.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄建东，
申请(专利权)人：上海耕岩智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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