光电电容传感器制造技术

一种光电电容传感器(29)包括输入表面(30)和一个或多个光源(31)，所述光源被布置成照射所述输入表面(30)的一部分(35)。所述光电电容传感器(29)还包括光电电容器阵列(36)，其被布置(32)成接收来自所述一个或多个光源(31)的光(38)，所述光从与所述输入表面(30)的所述照射部分(35)接触或接近所述照射部分的物体(39)反射。所述光电电容器(32)的阵列(36)被配置用于检测所述物体(39)的反射图案。被配置用于检测所述物体(39)的反射图案。被配置用于检测所述物体(39)的反射图案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电电容传感器


[0001]本专利技术涉及光电电容传感器，特别是用于检测反射光中的图案的光电电容传感器。光电电容传感器可用于生物特征认证，例如感测指纹或其他独特图案。光电电容传感器可以结合到触摸屏显示面板中。

技术介绍

[0002]光电电容效应涉及响应于波长范围内的光照射而改变材料的空间电荷分布。如果所述材料结合在电容器的电极之间，则可以基于测量电容器的电容变化确定照射的存在和/或强度。
[0003]J.C.Anderson(1982年)的“非晶硅MIS结构中的光电电容理论(Theory of photo
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capacitance in amorphous silicon MIS structures)”(哲学杂志B，46:2，151
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161，1982，DOI：10.1080/13642818208246431)描述了硅金属
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绝缘体
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半导体(MIS)结构中的光电电容效应的理论处理。
[0004]D.Caputo、G.de Cesare、A.Nascetti、F.Palma和M.Petri的“在非晶硅结构中使用光电电容在室温下进行红外光电探测(Infrared photodetection at room temperature using photocapacitance in amorphous silicon structures)”(应用物理快报，72,1229(1998)；https://doi.org/10.1063/1.121022)描述了基于非晶硅材料的装置，所述装置能够在室温下通过电容测量来检测红外光。
[0005]M.Tucci、D.Caputo的“用于成像阵列的氢化非晶硅光电晶体管的电容研究(Study of capacitance in hydrogenated amorphous silicon phototransistors for imaging arrays)”(非晶态固体杂志，338
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340(2004)780
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783,https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2004.03.090)描述了对氢化非晶硅光电晶体管的电容的研究，以确定它们在大面积成像系统中的适用性。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种光电电容传感器，所述光电电容传感器包括输入表面和被布置成照射输入表面的一部分的一个或多个光源。光电电容传感器还包括光电电容器阵列，所述光电电容器阵列被布置成接收来自一个或多个光源的光，光从与输入表面的照射部分接触或接近所述照射部分的物体反射。光电电容器阵列被配置用于检测物体的反射图案。
[0007]反射图案可以对应于反照率图案、彩色图案和/或凹凸图案。反射图案可以对应于指纹和/或皮嵴的另一图案。
[0008]光电电容器阵列可以被配置用于检测指纹。
[0009]阵列内的光电电容器之间的间距/间隔可以小于1mm。阵列内的光电电容器之间的间距/间隔可以小于0.5mm。阵列内的光电电容器之间的间距/间隔可以小到足以分辨指纹脊。光电电容器阵列可以被配置用于检测人类皮嵴的图案。
[0010]每个光电电容器可包括无序、结晶或多晶材料，或由无序、结晶或多晶材料形成。每个光电电容器可包括某一材料或由某一材料形成，所述材料包括材料带隙中的俘获态，所述俘获态能够吸收子带隙光子能量。每个光电电容器可包括非晶硅、非晶半导体氧化物、有机材料等中的一种或多种，或由非晶硅、非晶半导体氧化物、有机材料等中的一种或多种形成。
[0011]术语“接近”可以指物体充分靠近输入表面，使得反射图案在给定阵列内的光电电容器的间距/间隔的情况下是可分辨的。除了其他因素之外，最大距离可以取决于光源提供的光的色散和反射图案的空间频率。例如，为了读取指纹、照片、文件等，接近可以指对于准直或激光光源小于或等于1mm，并且对于非准直光源小于或等于0.1mm。为了检测指尖或手的形状，距离可以更大，例如对于准直或激光光源小于或等于100mm，或对于非准直光源小于或等于10mm。在例如分辨皮下组织(例如静脉)的具有挑战性的应用中，对于准直光源或激光光源，接近可指小于或等于0.5mm。
[0012]光电电容传感器可以实现为无源传感器和/或无源感测层的一部分。光电电容传感器可以实现为有源传感器和/或有源感测层的一部分。光电电容传感器可以实现为按钮、触摸板、触摸面板、触摸屏显示器等的一部分。
[0013]当输入表面由水或在光源发射的波长下透明并且光电电容器对其敏感的任何其他流体润湿和/或浸没时，光电电容传感器可以是可操作的。
[0014]一个或多个光源可以是定向的并且可以向输入表面发射光。一个或多个光源可以设置在光电电容器阵列与输入表面之间。
[0015]光电电容器阵列可以设置在一个或多个光源与输入表面之间。光电电容传感器还可以包括设置在一个或多个光源与光电电容器阵列之间的光衰减层。光衰减层可以被配置成屏蔽光电电容器免受光电电容器对其敏感的波长范围内的一个或多个光源的直接照射。
[0016]可以将光衰减层图案化。光衰减层可以是不透明的并且可以基本上或完全阻挡光。光衰减层可以选择性地阻挡光，并且可以采用被配置为阻挡波长范围内的光的滤光器的形式。光衰减层可以采用偏光器的形式。
[0017]一个或多个光源可以包括一个或多个红外发射器。红外发射器可包括或采用发光二极管的形式。红外发射器可对应于800nm与2,500nm之间(包括端值)范围内的峰值发射。
[0018]一个或多个光源可包括选自红色、绿色和蓝色发射器的一个或多个发射器。红色发射器可包括或采用发光二极管的形式。红色发射器可对应于700nm与635nm之间(包括端值)范围内的峰值发射。
[0019]光电电容器阵列可以包括在第一方向上延伸并且在第二不同方向上间隔开的多个第一电极。光电电容器阵列可以包括在第二方向上延伸并且在第一方向上间隔开的多个第二电极。光电电容器阵列可以包括设置在第一电极与第二电极之间的光电电容材料层，使得第一电极和第二电极的每个交叉点提供阵列的光电电容器。
[0020]光电电容器阵列可以包括在第一方向上延伸并且在第二不同方向上间隔开的多个第一电极。光电电容器阵列可以包括在第二方向上延伸并且在第一方向上间隔开的多个第二电极。多个第一电极和多个第二电极可以基本上共面，并且可以设置在光电电容材料层上或上方，使得第一电极和第二电极的每个交叉点提供阵列的光电电容器。
[0021]光电电容器阵列可以依次包括在第一方向上延伸并且在第二不同方向上间隔开
的多个第一电极、电介质层、在第二方向上延伸并且在第一方向上间隔开的多个第二电极，以及光电电容材料层。光电电容器阵列可依次包括光电电容材料层、在第一方向上延伸并且在第二不同方向上间隔开的多个第一电极、电介质层，以及在第二方向上延伸并且在第一方向上间隔开的多个第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光电电容传感器，包括：输入表面；一个或多个光源，其被布置成照射所述输入表面的一部分；光电电容器阵列，其被布置成接收来自所述一个或多个光源的光，所述光从与所述输入表面的所述照射部分接触或接近所述照射部分的物体反射；其中所述光电电容器阵列被配置用于检测所述物体的反射图案。2.根据权利要求1所述的光电电容传感器，其中所述光电电容器阵列被配置用于检测指纹。3.根据权利要求1或权利要求2所述的光电电容传感器，其中所述一个或多个光源是定向的并且向所述输入表面发射光，并且其中所述一个或多个光源设置在所述光电电容器阵列与所述输入表面之间。4.根据权利要求1或权利要求2所述的光电电容传感器，其中所述光电电容器阵列设置在所述一个或多个光源与所述输入表面之间，所述光电电容传感器还包括：光衰减层，其设置在所述一个或多个光源与所述光电电容器阵列之间，并且被配置为屏蔽所述光电电容器免受所述光电电容器对其敏感的波长范围内的所述一个或多个光源的直接照射。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光电电容传感器，其中所述一个或多个光源包括一个或多个红外发射器。6.根据权利要求1至5中任一项所述的光电电容传感器，其中所述一个或多个光源包括选自红色、绿色和蓝色发射器的一个或多个发射器。7.根据权利要求1至6中任一项所述的光电电容传感器，其中所述光电电容器阵列包括：多个第一电极，其在第一方向上延伸并且在第二不同方向上间隔开；多个第二电极，其在所述第二方向上延伸并且在所述第一方向上间隔开；光电电容材料层，其设置在所述第一电极与所述第二电极之间，使得所述第一电极和所述第二电极的每个交叉点提供所述阵列的光电电容器。8.根据权利要求1至6中任一项所述的光电电容传感器，其中所述光电电容器阵列包括：多个第一电极，其在第一方向上延伸并且在第二不同方向上间隔开；多个第二电极，其在所述第二方向上延伸并且在所述第一方向上间隔开；其中所述多个第一电极和所述多个第二电极基本上共面，并且设置在光电电容材料层上或上方，使得所述第一电极和所述第二电极的每个交叉点提供所述阵列的光电电容器。9.一种具有盖板和显示器叠层的显示屏，其中所述显示器叠层包括根据权利要求1至8中任一项所述的光电电容传感器，并且其中所述盖板提供所述输入表面。10.根据权利要求9所述的显示屏，其中所述显示器叠层包括背光层；其中所述背光层提供所述一个或多个光源，或所述背光层包括所述一个或多个光源。11.根据权利要求9所述的显示屏，其中所述显示器叠层包括发光二极管阵列形式的像素层；其中所述发光二极管阵列提供所述一个或多个光源，或所述发光二极管阵列包括所述
一个或多个光源。12.根据权利要求9至11中任一项所述的显示屏，其中所述显示器叠层包括薄膜晶体管层；其中所述薄膜晶体管层提供所述光电电容器阵列，或所述薄膜晶体管层包括所述光电电容器阵列。13.根据权利要求9至11中任一项所述的显示屏，其中所述显示器叠层包括薄膜晶体管层和单独的光电电容器层。14.根据权利要求9至13中任一项所述的显示屏，其中所述显示器叠层具有显示区域，并且其中所述输入表面的所述部分对应于所述显示区域的第一区。15.根据权利要求14所述的显示屏，还包括根据权利要求1至8中任一项所述的第二光电电容传感器，其中所述第二光电电容传感器与所述输入表面的一部分相关联，所述一部分对应于所述显示区域的不同于所述第一区的第二区。16.根据权利要求9至13中任一项所述的显示屏，其中所述显示器叠层具有显示区域，并且其中所述输入表面的所述部分基本上对应于所述显示区域。17.根据权利要求9至16中任一项所述的显示屏，其中所述显示器叠层包括用于投射电容触摸感测的导电迹线。18.一种访问控制装置，其包括根据权利要求1至8中任一项所述的光电电容传感器或根据权利要求9至17中任一项所述的显示屏。19.一种设备，包括：根据权利要求1至8中任一项所述的光电电容传感器、根据权利要求9至17中任一项所述的显示屏，或根据权利要求18所述的访问控制装置；控制器，其连接至所述光电电容传感器并且被配置为测量所述光电电容器阵列的电容。20.根据权利要求19所述的设备，其中所述控制器还被配置为测量所述光电电容器阵列的所述电容的光电电容分量。21.根据权利要求20所述的设备，其中所述控制器被配置为使得测量光电电容分量包括：测量所述光电电容器阵列的至少一个子集的电容；基于所述光电电容器阵列的所述子集的所述电容来确定交互区；去激活对应于所述交互区的每个光源；测量对应于所述交互区的每个光电电容器的投射电容分量；激活对应于所述交互区的光源的至少一个子集；测量对应于所述交互区的每个光电电容器的总电容；基于总电容和所述相应投射电容分量的差异确定对应于所述交互区的光电电容分量。22.一种设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿罗基亚，
申请(专利权)人：艾博美特里克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：