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TWI753571B - 屏內光學生物特徵感測裝置 - Google Patents

屏內光學生物特徵感測裝置 Download PDF

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TWI753571B
TWI753571B TW109131263A TW109131263A TWI753571B TW I753571 B TWI753571 B TW I753571B TW 109131263 A TW109131263 A TW 109131263A TW 109131263 A TW109131263 A TW 109131263A TW I753571 B TWI753571 B TW I753571B
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黃振昌
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Abstract

一種屏內光學生物特徵感測裝置，至少包括：多個顯示單元組，各顯示單元組包括一個或多個顯示單元；多個光感測元，分別設置於此些顯示單元組之間的多個間隙中；以及多個光機結構，分別與此些光感測元相鄰地設置，各光機結構至少包括用於阻擋雜散光的一阻光層，此些光感測元通過此些光機結構來感測一物體的生物特徵。藉此可以將光學生物特徵感測裝置整合於顯示面板之中，以提供局部或全屏式光學生物特徵感測功能。

Description

屏內光學生物特徵感測裝置
本發明是有關於一種光學生物特徵感測裝置，且特別是有關於一種屏內光學生物特徵感測裝置，其中光學生物特徵感測裝置整合於顯示面板之中，以提供局部或全屏式光學生物特徵感測功能。
現今的移動電子裝置(例如手機、平板電腦、筆記本電腦等)通常配備有使用者生物識別系統，包括了例如指紋、臉型、虹膜等等不同技術，用以保護個人數據安全，其中例如應用於手機或智慧型手錶等攜帶型裝置，也兼具有行動支付的功能，對於使用者生物識別更是變成一種標準的功能，而手機等攜帶型裝置的發展更是朝向全屏幕(或超窄邊框)的趨勢，使得傳統電容式指紋按鍵無法再被繼續使用，進而演進出新的微小化光學成像裝置(有些非常類似傳統的相機模組，具有互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor(CMOS)Image Sensor(簡稱CIS))感測元件及光學鏡頭模組)。將微小化光學成像裝置設置於屏幕下方(可稱為屏下)，透過屏幕部分透光(特別是有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode，OLED)屏幕)，可以擷取按壓於屏幕上方的物體的圖像，特別是指紋圖像，可以稱為屏幕下指紋感測(Fingerprint On Display，FOD)。
然而，屏幕下指紋感測技術有一定的困難度，因為代表 指紋圖像的光線需要穿透顯示面板，造成信號處理上的困難(因為指紋影像訊號會與面板透光圖案結合在一起)，都需要複雜的影像處理方法解決，同時，不同的顯示面板透光比率與透光圖案也不同，常常都需要針對其提出解決方法，更重要的是，隨著顯示面板發展趨勢的增長，最終有可能發展出不透光的技術，這時，屏下光學指紋將英雄無用武之地。為此，本發明為了解決上述問題，將提出如何設計出一種屏內光學生物特徵感測裝置，實為本揭露內容所欲解決的問題。
因此，本發明的一個目的是提供一種屏內光學生物特徵感測裝置，其中光學生物特徵感測裝置整合於顯示面板之中，以提供局部或全屏式光學生物特徵感測功能。
為達上述目的，本發明提供一種屏內光學生物特徵感測裝置，至少包括：多個顯示單元組，各顯示單元組包括一個或多個顯示單元；多個光感測元，分別設置於此些顯示單元組之間的多個間隙中；以及多個光機結構，分別與此些光感測元相鄰地設置，各光機結構至少包括用於阻擋雜散光的一阻光層，此些光感測元通過此些光機結構來感測一物體的生物特徵。
藉由上述的屏內光學生物特徵感測裝置，可以將生物特徵的感測單元與顯示面板整合在一起，提供一種具有內嵌式光學生物特徵感測裝置的顯示面板，讓顯示功能與生物特徵感測功能可以整合製造，藉此可以省下組裝成本、組裝時所需要的定位結構或黏貼結構等，此外，由於感測單元可以配合顯示面板的顯示畫素來配置，故可設計出具有全屏生物特徵感測功能的屏內光學生物特徵感測裝置，讓電子設備的顯示與生物特徵感測的便利性更進一步提升。
為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
F:物體
G:間隙
L:光線
10:顯示蓋板層
11:下表面
20:顯示單元組
21,22,23:顯示單元
30:感測基板
31:感測單元
32:光感測元
33:光機結構
34:阻光層
34A:光孔
35:透明介質層
36:微透鏡
37:OLED基板
38:TFT層
39:TFT陣列基板
41:第二阻光層
41A:第二光孔
42:第三阻光層
42A:第三光孔
50:下阻光層
80:液晶顯示材料
90:保護蓋板層
100:屏內光學生物特徵感測裝置
〔圖1〕顯示依據本發明較佳實施例的屏內光學生物特徵感測裝置的局部剖面示意圖。
〔圖2A〕至〔圖2C〕顯示〔圖1〕的光機結構的三個例子的剖面示意圖。
〔圖3A〕至〔圖3C〕顯示〔圖1〕的光機結構的三個例子的剖面示意圖。
〔圖4A〕至〔圖4D〕顯示〔圖1〕的光機結構的四個例子的剖面示意圖。
〔圖5〕至〔圖7〕顯示〔圖1〕的屏內光學生物特徵感測裝置的三個變化例子的局部剖面示意圖。
〔圖8〕至〔圖10〕分別顯示〔圖5〕至〔圖7〕的屏內光學生物特徵感測裝置的變化例子的局部剖面示意圖。
本揭露內容提供一種屏內光學生物特徵感測裝置，特別是屏內光學指紋感測裝置，將光學指紋所需的感測單元或感光元件及準直結構整合於有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)顯示器、薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)、微發光二極體(Micro Light Emitting Diode,μ LED)顯示器或者未來的任何顯示器技術的製程中，以實現局部或全屏幕指紋感測的應用。
在本揭露內容所提出的屏內光學生物特徵感測裝置，有關可以應用於LCD的結構也可以應用於OLED顯示器、其他現有顯示器或其他未來任何新的顯示器的結構，有關可以應用於OLED(或μ LED)顯示器的結構也可以應用於LCD、其他現有顯示器或其他未來任何新的顯示器的結構。亦即，微透鏡或準直器可設置在顯示器的上基板、下基板，來對LCD、OLED(或μ LED)顯示器等提供屏內光學生物特徵感測。
圖1顯示依據本發明較佳實施例的屏內光學生物特徵感測裝置的局部剖面示意圖。圖2A至圖2C顯示圖1的光機結構的三個例子的剖面示意圖。如圖1與圖2A所示，本實施例的屏內光學生物特徵感測裝置100至少包括多個顯示單元組20、多個光感測元32及多個光機結構33。以另一觀點而言，屏內光學生物特徵感測裝置100至少包括一顯示蓋板層10、多個顯示單元組20以及一感測基板30，光感測元32設置於感測基板30上。
顯示蓋板層10可以是現有的OLED或μ LED的顯示面板的上玻璃基板或下玻璃基板(亦或者是其他透光基板，譬如高分子基板)，於此是以上玻璃基板做為例子作說明，當然例如軟性OLED面板就沒有顯示蓋板層10。
顯示單元組20包括一個或多個顯示單元21至23，供顯示資訊用。於本例子中，顯示單元21、22及23例如分別為綠色、紅色及藍色發光單元，作為OLED顯示面板顯示資訊用，但並未將本揭露內容限制於此，因為單一色顯示單元的場合亦適用。
於本實施例中，感測基板30至少包括多個光感測元32(圖2A)。此些顯示單元組20設置於顯示蓋板層10及感測基板30之間，且此些光感測元32分別設置於此些顯示單元組20之間的多個間隙G中， 用於感測位於此些顯示單元組20的上方的一物體F的生物特徵。雖然以上是以感測基板30包括多個光感測元32為例子作說明，但是並未將本揭露內容限制於此，只要可以將光感測元32於本實施例中即可達成本實施例的效果。物體F位於顯示蓋板層10的上方。值得注意的是，顯示蓋板層10為非必要元件，當省略顯示蓋板層10時，此些顯示單元組20可以設置於感測基板30上或上方，也可以說是設置於光感測元32的上方，但本揭露內容並未受限於此。光感測元32譬如是光二極體、PIN型光電二極體(PIN Photodiode)或有機光電二極體(Organic PhotoDiode,OPD)或任何非二極體型的感光元件結構，將來自物體F的光線L的光能轉換成電能。藉此，可以獲得一種屏內光學生物特徵感測裝置100，其中感測單元31與包含顯示單元組20的顯示畫素可以整合製造，達成顯示功能與生物特徵感測的功能。雖然屏內光學生物特徵感測裝置100是以指紋感測器作為例子來說明，但是並未將本發明限制於此。於其他例子中，屏內光學生物特徵感測裝置100也可以感測任何物件的影像，又例如可以除了指紋影像，例如手指的血管圖像、血氧濃度圖像等生物特徵、或臉型、虹膜等生物特徵。
因為將光感測元32設置於原有顯示器的顯示畫素的間隙中，所以除了局部感測單元陣列以外，也可以將光感測元32製作成全屏幕的感測單元陣列。因此，此些光感測元32的涵蓋範圍小於或等於此些顯示單元組20的涵蓋範圍。此外，屏內光學生物特徵感測裝置100可以更包括一保護蓋板層90，設置於顯示蓋板層10上，物體F位於感測基板30上方，或者是位於保護蓋板層90上或上方。
如圖1與圖2A所示，屏內光學生物特徵感測裝置100更包括多個光機結構33，分別與此等光感測元32相鄰地設置(於本例是分 別設置於此等光感測元32上或上方)，兩元件相鄰的意義表示兩元件之間沒有距離，而呈現直接連接的狀態，也可以表示兩元件之間有一段距離，於本例子中，光機結構33至少包括用於阻擋雜散光的阻光層34，此等光機結構33與此等光感測元32組成多個感測單元31。光機結構33將來自物體F的一預設視角的光線傳遞至光感測元32中。顯示蓋板層10為一偏光片(Polarizer)，偏光片配合顯示單元組20的光線以顯示資訊，此為OLED顯示器的技術，於此不贅述。感測基板30至少包括一OLED基板37以及位於OLED基板37上的一TFT層38。此些感測單元31位於TFT層38的局部(非全屏感測的情況下)或全部(全屏感測的情況下)上，且此些顯示單元組20設置於TFT層38(TFT層實際上不是單層材料，甚至包含了金屬層，因為為顯示面板的習知技術，在此不贅述)。TFT層38中可以形成多個TFT所排列成的陣列。於一例子中，TFT可以控制顯示單元組20的開關，以提供顯示效果。
於圖2A中，光機結構33至少包括一阻光層34、一微透鏡36以及一透明介質層35。阻光層34位於光感測元32上方，並於光感測元32上方具有一光孔34A。微透鏡36位於阻光層34上方。透明介質層35位於阻光層34、微透鏡36與光感測元32之間，並填入光孔34A，用來定義微透鏡36所需的焦距。依據此結構設計，可以讓微透鏡36將來自物體F的預設視角(譬如圖1所示的發散角)的光線(其他非必要光線都可視為雜散光)傳遞通過透明介質層35及光孔34A而進入光感測元32中。
如圖2B所示，本例子類似於圖2A，差異點在於阻光層34位於光感測元32周圍(可以包含上部及/或側部)，使得位於光感測元32周圍的阻光層34阻擋來自周圍的雜散光(可能來自顯示單元組20，這 在實施屏內光學生物特徵感測技術時更顯得特別重要)，改善指紋圖像的品質。值得注意的是，阻光層34可以是具有單層或多層結構，於同一時段或不同時段製作完成，阻光層可以是二維(圖2A)或三維的結構(圖2B與2C)。
如圖2C所示，本例子類似於圖2B，差異點在於阻光層34也位於透明介質層35的周圍，阻擋來自周圍的雜散光(可能來自顯示單元組20)，改善指紋圖像的品質。
因此，本揭露內容的重要結構在於光感測元32及/或光機結構33的側邊設置有阻光層34，阻光層34可以保護光感測元32及/或光機結構33不受來自側邊的例如顯示單元組20的區域的入射光的干擾。
值得注意的是，在上述及下述所有例子中，更可以在光感測元32的下方更設置一下阻光層(譬如藉由金屬層或形成光感測元32時可以利用的任何不透光層)，以阻擋來自下方(譬如是OLED基板或TFT層)的雜散光，改善指紋圖像的品質。因此，位於光感測元32周圍的阻光層可以阻止來自上部、側部及/或下部的雜散光干擾。
圖3A至圖3C顯示圖1的光機結構的三個例子的剖面示意圖。如圖3A所示，本例子類似於圖2A，差異點在於沒有阻光層。因此，光機結構33的微透鏡36位於光感測元32上方，而透明介質層35位於微透鏡36與光感測元32之間。於此例子中，縮小光感測元32的收光範圍，使得光感測元32的橫向尺寸小於微透鏡36的橫向尺寸，以提供一虛擬孔徑結構，使得微透鏡36將來自物體F的預設視角的光線傳遞通過透明介質層35而進入光感測元32中。因此，提供虛擬孔徑結構可以不需要設置阻光層，藉此減少製造程序，降低製造成本。
如圖3B所示，類似於圖3A的部分不再贅述，差異點在 於更提供一阻光層34，阻光層34位於光感測元32上方以及透明介質層35的周圍，使得位於透明介質層35周圍的阻光層34阻擋來自周圍的雜散光，消除相鄰光機結構33所造成的干擾。此外，屏內光學生物特徵感測裝置100可以更包含一下阻光層50，位於光感測元32的下方。下阻光層50並不限於單一材料層，也可以是絕緣層與金屬層或任何不透光層的組合(不限制層數，絕緣層位於光感測元32與金屬層或不透光層之間，金屬層或不透光層提供阻光的效果)，只要能阻擋來自光感測元32下方的雜散光即可。
如圖3C所示，類似於圖3B的部分不再贅述，差異點在阻光層34位於光感測元32周圍，以阻擋來自光感測元32周圍的雜散光，此外，阻光層34也位於透明介質層35的周圍，以消除相鄰光機結構33及顯示單元組20所造成的干擾，以及利用下阻光層50可以消除來自下方的雜散光干擾。於一例子中，在TFT層或TFT陣列基板上可以先形成TFT，然後於TFT的上方形成光感測元32，因此，可以設計TFT的金屬配線層的圖案，使金屬配線層的一部分當作下阻光層50，以讓金屬配線層同時具有金屬配線及遮光的效果。值得注意的是，下阻光層50也可配置於前述及後述的所有光感測元32的下方。
圖4A至圖4D顯示圖1的光機結構的四個例子的剖面示意圖。如圖4A所示，光機結構33為一種準直結構，也是一種多阻光層結構，至少包括一阻光層34、一第二阻光層41以及一透明介質層35。阻光層34位於光感測元32上方，並於光感測元32上方具有光孔34A。第二阻光層41位於阻光層34上方，並具有對應於光孔34A的一第二光孔41A。透明介質層35位於阻光層34、第二阻光層41與光感測元32之間，並填入光孔34A及第二光孔41A。第二光孔41A配合光孔34A將來 自物體F的預設視角的光線傳遞進入光感測元32中，為提供較佳的準直效果，設計上需要滿足h>3(a1+a2)/2，其中h代表阻光層34與第二阻光層41的距離，a1代表光孔34A的孔徑，a2代表第二光孔41A的孔徑。值得注意的是，可以採用單一光孔對應至單一光感測元32，也可以採用多光孔對應至單一光感測元32。
如圖4B所示，類似於圖4A的部分不再贅述，差異點在於阻光層34位於光感測元32周圍，消除相鄰光機結構33及顯示單元組20的雜散光干擾。
如類似於圖4A的圖4C所示，光機結構33為一種多阻光層結構，至少包括一阻光層34、一第二阻光層41、一第三阻光層42及一透明介質層35。第三阻光層42位於阻光層34與第二阻光層41之間，並具有一第三光孔42A對應於第二光孔41A及光孔34A。透明介質層35位於阻光層34、第二阻光層41、第三阻光層42與光感測元32之間，並填入光孔34A、第二光孔41A及第三光孔42A。第三光孔42A配合第二光孔41A及光孔34A將來自物體F的預設視角的光線傳遞進入光感測元32中。值得注意的是，可以設置更多的阻光層及其光孔等來達成光線準直的功能。
如圖4D所示，類似於圖4C的部分不再贅述，差異點在於阻光層34位於光感測元32周圍，消除相鄰光機結構33及顯示單元組20的雜散光干擾。
圖5至圖7顯示圖1的屏內光學生物特徵感測裝置的三個變化例子的局部剖面示意圖。如圖5所示，本例類似於圖1，差異點在於應用的場合是屬於LCD的場合。因此，顯示蓋板層10為一濾光片(Color Filter)，此等光機結構33分別設置於此等光感測元32上方，此等光機結 構33與此等光感測元32組成多個感測單元31。顯示單元組20與光機結構33的一部分設置於顯示蓋板層10的一下表面11。濾光片配合顯示單元組20來顯示資訊，感測基板30至少包括一TFT陣列基板39，TFT陣列基板39上形成排列成陣列的多個TFT，且光感測元32位於TFT陣列基板39上。於本例中，顯示蓋板層10與感測基板30之間可以填入有液晶顯示材料80。此外，各光機結構33包括一微透鏡36，微透鏡36具有一聚光結構(針對射出微透鏡36的光線而言為凹面聚光結構，但於其他例子中也可以是凸面或其他聚光結構，譬如電漿子(Plasmonic)聚光結構等)來將光線聚焦至光感測元32(微透鏡36與光感測元32隔開)。微透鏡36於此屬於倒置的狀態位於下表面11上而與光感測元32相對，與圖1的正置的微透鏡有所差異，但是可配合相關製程來形成。值得注意的是，聚光結構可以利用折射差異來形成。
此外，光機結構33可以更包括阻光層34，位於光感測元32上或周圍並與微透鏡36隔開，阻光層34具有光孔34A，使得光感測元32接收通過光孔34A的光線。
如圖6所示，微透鏡36與光感測元32隔開，光感測元32的橫向尺寸小於微透鏡36的橫向尺寸，以提供一虛擬孔徑結構，使得微透鏡36將來自物體F的預設視角的光線傳遞進入光感測元32中。於此，微透鏡36亦具有一聚光結構來將光線聚焦至光感測元32。
如圖7所示，本例結合圖5及圖4C，同樣可以達成光線準直的功能，此時的第二阻光層41設置於顯示蓋板層10的下表面11，阻光層34與光感測元32分隔一預定距離。值得注意的是，可以採用單一光孔對應至單一光感測元32，也可以採用多光孔對應至單一光感測元32。此外，圖4A的光機結構亦可應用於圖7。因此，於圖7中，各光機 結構33為一種包含阻光層34的多阻光層結構。此些光機結構33與此些顯示單元組20設置於顯示蓋板層10的下表面11，此些光機結構33分別與此些光感測元32相對。
圖8至圖10分別顯示圖5至圖7的屏內光學生物特徵感測裝置的變化例子的局部剖面示意圖。圖8至圖10屬於OLED或μ LED的應用場合，顯示蓋板層10沒有濾光層，但是仍然具有類似圖5至圖7的光機結構，OLED或μ LED面板由下基板發光，上基板沒有濾光層，但還是保有光機結構。如圖8所示，本例子類似於圖5，微透鏡36設置於顯示蓋板層10的下表面11而與光感測元32相對，差異點在於此些顯示單元組20設置於TFT層38。如圖9與圖10所示，分別類似於圖6與圖7，差異點也是在於此些顯示單元組20設置於TFT層38。
上述的屏內光學生物特徵感測裝置100的光感測元32所需的光線可以是環境光、顯示面板所提供的可見光、紅外光源或其他光源、另外設置於顯示面板外部的可見光、紅外光源或其他光源等。
藉由上述的屏內光學生物特徵感測裝置，可以將生物特徵的感測單元與顯示面板整合在一起，提供一種具有內嵌式光學生物特徵感測裝置的顯示面板，讓顯示功能與生物特徵感測功能可以整合製造，藉此可以省下組裝成本、組裝時所需要的定位結構或黏貼結構等，此外，由於感測單元可以配合顯示面板的顯示畫素來配置，故可設計出具有全屏生物特徵感測功能的屏內光學生物特徵感測裝置，讓電子設備的顯示與生物特徵感測的便利性更進一步提升。
在較佳實施例的詳細說明中所提出的具體實施例僅用以方便說明本發明的技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明的精神及申請專利範圍的情況下，所做的種種變化實 施，皆屬於本發明的範圍。
F:物體
G:間隙
L:光線
10:顯示蓋板層
20:顯示單元組
21,22,23:顯示單元
30:感測基板
31:感測單元
37:OLED基板
38:TFT層
90:保護蓋板層
100:屏內光學生物特徵感測裝置

Claims (19)

  1. 一種屏內光學生物特徵感測裝置，至少包括：多個顯示單元組，各該顯示單元組包括一個或多個顯示單元；以及多個光感測元，分別設置於該等顯示單元組之間的多個間隙中；以及多個光機結構，分別與該等光感測元相鄰地設置，其中各該光機結構至少包括用於阻擋雜散光的一阻光層，該等光感測元通過該等光機結構來感測位於該等顯示單元組的上方的一物體的生物特徵。
  2. 如請求項1所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中該等光機結構分別設置於該等光感測元上，該等光機結構與該等光感測元組成多個感測單元，各該光機結構將來自該物體的一預設視角的光線傳遞至該光感測元中。
  3. 如請求項2所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中該等光感測元設置於一感測基板上，且該感測基板至少包括：一OLED基板；以及一TFT層，位於該OLED基板上，其中該等感測單元位於該TFT層上，且該等顯示單元組設置於該TFT層。
  4. 如請求項2所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中各該光機結構更包括一微透鏡，該微透鏡具有一聚光結構來將光線聚焦至該光感測元，該微透鏡設置於一顯示蓋板層的一下表面而與該光感測元相對。
  5. 如請求項4所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中該阻光層位於該光感測元上或周圍並與該微透鏡隔開，該阻光層具有一光孔，使得該光感測元接收通過該光孔的光線。
  6. 如請求項4所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中該微透鏡與該光感測元隔開，該光感測元的橫向尺寸小於該微透鏡的橫向尺寸，以提供一虛擬孔徑結構，使得該微透鏡將來自該物體的該預設視角的光線傳遞進入該光感測元中。
  7. 如請求項2所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中各該光機結構為一種包含該阻光層的多阻光層結構，且該光機結構設置於一顯示蓋板層的一下表面而與該光感測元相對。
  8. 如請求項1所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中該阻光層位於該光感測元上方，並於該光感測元上方具有一光孔，其中各該光機結構至少更包括：一微透鏡，位於該阻光層上方；以及一透明介質層，位於該阻光層、該微透鏡與該光感測元之間，並填入該光孔，其中該微透鏡將來自該物體的一預設視角的光線傳遞通過該透明介質層及該光孔而進入該光感測元中。
  9. 如請求項1所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中該阻光層位於該光感測元周圍，並於該光感測元上方具有一光孔，其中位於該光感測元周圍的阻光層阻擋來自周圍的雜散光，其中各該光機結構至少更包括：一微透鏡，位於該阻光層上方；以及 一透明介質層，位於該阻光層、該微透鏡與該光感測元之間，並填入該光孔，其中該微透鏡將來自該物體的一預設視角的光線傳遞通過該透明介質層及該光孔而進入該光感測元中。
  10. 如請求項1所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中各該光機結構至少包括：一微透鏡，位於該光感測元上方；以及一透明介質層，位於該微透鏡與該光感測元之間，其中該光感測元的橫向尺寸小於該微透鏡的橫向尺寸，以提供一虛擬孔徑結構，使得該微透鏡將來自該物體的一預設視角的光線傳遞通過該透明介質層而進入該光感測元中。
  11. 如請求項10所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中各該光機結構的該阻光層位於該光感測元上方或周圍以及該透明介質層的周圍，其中位於該透明介質層周圍的該阻光層阻擋來自周圍的雜散光。
  12. 如請求項1所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中該阻光層位於該光感測元上方或周圍，並於該光感測元上方具有一光孔，其中各該光機結構至少更包括：一第二阻光層，位於該阻光層上方，具有一第二光孔對應於該光孔；以及一透明介質層，位於該阻光層、該第二阻光層與該光感測元之間，並填入該光孔及該第二光孔，其中該第二光孔配合該光孔將來自該物體的一預設視角的光線傳遞進入該光感測元中，且h>3(a1+a2)/2，其中h代表該阻光層與該第二阻光層的距離，a1代表該光孔的孔徑，a2代表該第二光孔的孔徑。
  13. 如請求項1所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中該阻光層位於該光感測元上方或周圍，並於該光感測元上方具有一光孔，其中各該光機結構至少更包括：一第二阻光層，位於該阻光層上方，並具有一第二光孔；一第三阻光層，位於該阻光層與該第二阻光層之間，並具有一第三光孔對應於該第二光孔及該光孔；以及一透明介質層，位於該阻光層、該第二阻光層、該第三阻光層與該光感測元之間，並填入該光孔、該第二光孔及該第三光孔，其中該第三光孔配合該第二光孔及該光孔將來自該物體的一預設視角的光線傳遞進入該光感測元中。
  14. 如請求項1所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中該等光感測元設置於一感測基板上，該等光機結構分別設置於該等光感測元上方，該等光機結構與該等光感測元組成多個感測單元，其中各該光機結構將來自該物體的一預設視角的光線傳遞至該光感測元中，且該感測基板至少包括一TFT陣列基板，該光感測元位於該TFT陣列基板上，且該等顯示單元組設置於該TFT陣列基板上方的一顯示蓋板層的一下表面。
  15. 如請求項14所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中各該光機結構更包括一微透鏡，該微透鏡具有一聚光結構來將光線聚焦至該光感測元，且該等顯示單元組與該等微透鏡都設置於該顯示蓋板層的該下表面。
  16. 如請求項15所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中該阻光層位於該光感測元上或周圍並與該微透鏡隔開，該阻光層具有一光孔，使得該光感測元接收通過該光孔的光線。
  17. 如請求項15所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中該微透鏡與該光感測元隔開，該光感測元的橫向尺寸小於該微透鏡的橫向尺寸，以提供一虛擬孔徑結構，使得該微透鏡將來自該物體的一預設視角的光線傳遞進入該光感測元中。
  18. 如請求項14所述的屏內光學生物特徵感測裝置，其中各該光機結構為一種包含該阻光層的多阻光層結構，該等光機結構與該等顯示單元組都設置於該顯示蓋板層的該下表面。
  19. 如請求項1至18中的任一項所述的屏內光學生物特徵感測裝置，更包含一下阻光層，設置於各該光感測元的下方，以阻擋來自各該光感測元下方的雜散光。
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