感测装置的制作方法

本发明是有关于感测装置，且特别是有关于一种闪烁层具有弧形结构或斜边结构的感测装置。

背景技术：

x光感测装置由于无损检测的特性在许多领域得到广泛的应用。x光感测装置通常包括x光感测面板及与其电性连接的感测驱动电路。x光感测面板将光信号转换成电信号，并将电信号传递至感测驱动电路，从而获得相应的图像信息。

然而，由于感测装置轻薄及窄边框的需求日益增加，在此趋势之下，感测装置中的闪烁层容易因碰撞而产生缺陷，造成感测装置的检测效果及显示品质不佳。

技术实现要素：

本发明提供一种感测装置，包括：基板、至少一晶体管、至少一感测元件及闪烁层，晶体管设置于基板上，感测元件设置于晶体管上并电性连接晶体管。感测元件包括：第一电极层、半导体层及第二电极层，半导体层设置于第一电极层上，第二电极层设置于半导体层上。闪烁层设置于基板的一侧，其中闪烁层的至少一角落区域包括弧形结构或斜边结构。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1a是本发明实施例的感测装置的上视示意图。

图1b是本发明另一实施例的感测装置的上视示意图。

图2是图1a或图1b中的感测单元的上视示意图。

图3是图2中沿a-a’线段的剖面示意图。

图4是本发明另一实施例的感测装置的上视示意图。

图5是图4中b部分的放大图。

图6是图5的感测装置弯折后的部分示意图。

图7a是本发明另一实施例的感测装置的上视示意图。

图7b是本发明另一实施例的感测装置的上视示意图。

图8a是本发明另一实施例的感测装置的上视示意图。

图8b是本发明另一实施例的感测装置的上视示意图。

图8c是本发明另一实施例的感测装置的上视示意图。

图9a是本发明实施例的感测装置的剖面示意图。

图9b是本发明另一实施例的感测装置的剖面示意图。

图9c是本发明另一实施例的感测装置的剖面示意图。

符号说明：

1感测装置；

10基板；

11感测单元；

12闪烁层；

13栅极驱动元件；

131集成电路；

132软性电路板；

14源极驱动元件；

15反射层；

c角落区域；

gl栅极线；

dl源极线；

bl偏压线；

tft晶体管；

g栅极；

gi栅极绝缘层；

a有源层；

s源极；

d漏极；

v1第一穿孔；

v2第二穿孔；

pd感测元件；

bp第一电极层；

tp第二电极层；

sl半导体层；

nln型掺杂半导体层；

il本质层；

plp型掺杂半导体层；

inl1第一绝缘层；

inl2第二绝缘层；

inl3第三绝缘层；

n缺口结构；

e1第一侧边；

e2第二侧边；

p交点；

d距离；

l角平分线；

θ、θ1、θ2角度；

f弯折部。

具体实施方式

以下针对本发明的触控显示装置作详细说明。应了解的是，以下的叙述提供许多不同的实施例或例子，用以实施本发明的不同样态。以下所述特定的元件及排列方式仅为简单清楚描述本发明。当然，这些仅用以举例而非本发明的限定。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关连性。再者，当述及一第一材料层位于一第二材料层上或之上时，包括第一材料层与第二材料层直接接触的情形。或者，亦可能间隔有一或更多其它材料层的情形，在此情形中，第一材料层与第二材料层之间可能不直接接触。

必需了解的是，附图的元件或装置可以此技术人士所熟知的各种形式存在。此外，当某层在其它层或基板“上”时，有可能是指“直接”在其它层或基板上，或指某层在其它层或基板上，或指其它层或基板之间夹设其它层。

此外，实施例中可能使用相对性的用语，例如“较低”或“底部”及“较高”或“顶部”，以描述附图的一个元件对于另一元件的相对关系。能理解的是，如果将附图的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“较低”侧的元件将会成为在“较高”侧的元件。

在此，“约”、“大约”、“大抵”的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，较佳是10％之内，且更佳是5％之内，或3％之内，或2％之内，或1％之内，或0.5％之内。在此给定的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明“约”、“大约”、“大抵”的情况下，仍可隐含“约”、“大约”、“大抵”的含义。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种元件、组成成分、区域、层、及/或部分，这些元件、组成成分、区域、层、及/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的元件、组成成分、区域、层、及/或部分。因此，以下讨论的一第一元件、组成成分、区域、层、及/或部分可在不偏离本发明的教示的情况下被称为一第二元件、组成成分、区域、层、及/或部分。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇揭露所属技术领域的技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本发明的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

本发明实施例可配合附图一并理解，本发明的附图亦被视为发明说明的一部分。需了解的是，本发明的附图并未以实际装置及元件的比例绘示。在附图中可能夸大实施例的形状与厚度以便清楚表现出本发明的特征。此外，附图中的结构及装置是以示意的方式绘示，以便清楚表现出本发明的特征。

在本发明中，相对性的用语例如“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“之下”、“之上”、“顶部”、“底部”等等应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作。而关于接合、连接的用语例如“连接”、“互连”等，除非特别定义，否则可指两个结构是直接接触，或者亦可指两个结构并非直接接触，其中有其它结构设于此两个结构之间。且此关于接合、连接的用语亦可包括两个结构都可移动，或者两个结构都固定的情况。

应注意的是，在后文中“基板”一词可包括半导体晶圆上已形成的元件与覆盖在晶圆上的各种膜层，其上方可以已形成任何所需的半导体元件，不过此处为了简化附图，仅以平整的基板表示之。此外，“基板表面”是包括半导体晶圆上最上方且暴露的膜层，例如一硅表面、一绝缘层及/或金属线。

本发明实施例提供闪烁层的至少一角落区域具有弧形结构或斜边结构的感测装置，借此可改善感测装置的检测效果及显示品质。

图1a与图1b为本发明两不同实施例的感测装置1的上视示意图。如图1a与图1b所示，感测装置1包括一基板10，且多个感测单元11排列设置于基板10与闪烁层12之间。为了简化说明，于第1a-1b图中仅绘示三个感测单元11，并部分地省略感测单元11的驱动电路(例如：晶体管、栅极线、资料线、或电容)。基板10的材料可包括石英、玻璃、金属箔膜、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，pmma)、聚酰亚胺(polyimide，pi)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate，pen)、以及聚萘二甲酸丁二醇酯(polybutylenenaphthalate，pbn)等，但不以此为限，只要适用于当作基板10的材料皆可使用。值得注意的是，基板10的厚度范围为大于或等于5微米(um)且小于或等于100微米(um)。于另一实施例中，基板10的厚度范围可为大于或等于5微米(um)且小于或等于40微米(um)。微米厚度等级的基板10可让经闪烁层转换的可见光波段的光线，经由通过基板10的光程路径缩短，使感测单元11所检测到的光信号较不易失真，借此可提升感测装置1的检测效果及解析度高。

如图1a与图1b所示，闪烁层12设置于基板10上，于基板10的法线方向可以看到闪烁层12具有一角落区域c，且角落区域c为一弧形结构(如图1a所示)或一斜边结构(如图1b所示)，意即，若从闪烁层12相邻的两侧边延伸出两相交线，会与角落区域c形成一大于零的面积。如此一来，当感测装置1受到碰撞时，由于闪烁层12的角落区域c距离基板10仍有缓冲撞击的空间，闪烁层12较不易因碰撞而产生缺陷，进而提高感测装置1的可靠度。闪烁层12的材料可包括掺杂铊的碘化铯(csi:tl)、掺杂铽的钆氧硫化物(gd2o2s:tb)、掺杂钠的碘化铯(csi:na)、掺杂铊的碘化钠(nai:tl)、钨酸钙(cawo4)、钨酸锌(znwo4)、钨酸镉(cdwo4)、锗酸铋(bi4ge3o12)、掺杂铈的镥钇正硅酸盐(lu1.8yb0.2sio5:ce)、掺杂铈的硅酸钆(gd2sio5:ce)、或其他适合的材料，但不以此为限。此外，闪烁层12亦可视产品需求而图案化，举例来说可为一多边形(polygonshape)、一圆形(circularshape)、一椭圆形(ovalshape)或者一自由形状(freeshape)设计，但不以此为限。

请继续参阅图1a与图1b，感测装置1可更包括多个栅极驱动元件13与多个源极驱动元件14，用以驱动感测单元11或接收感测单元11的信号。于此实例中，栅极驱动元件13连接于基板10的一侧边，源极驱动元件14则连接于基板10的另一侧边。

接着请参阅图2与图3。图2为图1a或图1b中的感测单元11的上视示意图，而图3为图2中沿a-a’线段的剖面示意图。如图2与图3所示，感测单元11可由栅极线gl及源极线dl所定义，感测单元11包括一晶体管tft，电性连接栅极线gl及源极线dl，晶体管tft设置于基板10上且包括一栅极g、一源极s、一漏极d及一有源层a，栅极g与有源层a之间设有一栅极绝缘层gi，其中该晶体管tft可为一非晶硅晶体管(amorphousthin-filmtransistor)、低温多晶硅晶体管(lowtemperaturepolysiliconthin-filmtransistor)、一金属氧化物晶体管(metal-oxidethin-filmtansistor)或上述混合式结构晶体管，但不以此为限。

请继续参阅图2与图3，感测单元11更包括一感测元件pd，感测元件pd设置于晶体管tft上且与晶体管tft电性连接。感测元件pd包括一第一电极层bp，第一电极层bp与漏极d之间具有一第一穿孔v1的一第一绝缘层in1，第一电极层bp借由第一穿孔v1与漏极d电性连接。感测元件pd包括一半导体层sl及一第二电极层tp，半导体层sl设置于第一电极层bp上，第二电极层tp则设置于半导体层sl上。在一些实施例中，半导体层sl设置于第二电极层tp上，第一电极层bp则设置于半导体层sl上。感测单元11更包括一偏压线bl设置于第二电极层tp上，且偏压线bl与第二电极层tp之间设具有一第二穿孔v2的一第二绝缘层in2，偏压线bl借由第二穿孔v2与第二电极层tp连接。此外，感测单元11更包括一第三绝缘层in3设置于偏压线bl上。

第一电极层bp与第二电极层tp的材料可包括金属材料，例如铝(al)、钨(w)、钼(mo)、钽(ta)、铬(cr)、钛(ti)、铜(cu)、上述的合金、或上述的组合，第一电极层bp与第二电极层tp的材料也可包括透明导电材料，例如铟锡氧化物(ito)、铟锌氧化物(izo)、包含氧化硅的铟锡氧化物(itso)、氧化铟(in2o3)、氧化锡(sno2)、氧化锌(zno)、等的具有透光性的材料及适当组合，但不以此为限。

半导体层sl包括一n型掺杂半导体层nl、一本质层il及一p型掺杂半导体层pl。n型掺杂半导体层nl可包括掺杂有n型杂质(例如磷)的非晶硅层，本质层il可包括无掺杂的非晶硅层，p型掺杂半导体层pl则可包括掺杂有p型杂质(例如硼)的非晶硅层，但不以此为限。

接着请参阅图4与图5。图4为本发明另一实施例的感测装置1的上视示意图，图5为图4中b部分的放大图。图4的实施例与图1a的实施例的不同之处在于：如图4所示，基板10的至少一转角区域包括一缺口结构n，且缺口结构n具有一第一侧边e1及一第二侧边e2。如图5所示，第一侧边e1与第二侧边e2相交于一交点p并夹有一角度θ，交点p沿角度θ的角平分线l延伸方向至闪烁层12的角落区域c具有一距离d，距离d是大于0厘米(mm)且小于或等于4厘米(mm)，亦可大于或等于0.5厘米(mm)且小于或等于3厘米(mm)。应了解的是，角度θ的角平分线会将角度θ分为两相等角度θ1与θ2，即θ1与θ2的角度值各等于角度θ角度值的一半。

接着请参阅图6，图6为图5的感测装置1弯折后的部分示意图。由于基板10的转角区域包括缺口结构n，可弯折基板10使栅极驱动元件13位于基板10下方。如此一来，感测装置1可达到窄边框的需求，并且在相同尺寸的面板条件下，可获得较大的感测及显示区域。在一些实施例中，栅极驱动元件13包括一集成电路131连接基板10。此外，栅极驱动元件13可更包括一软性电路板132，集成电路131则借由软性电路板132连接基板10。应了解的是，于此实施例中，基板10具有一弯折部f位于闪烁层12与集成电路131之间。然而，在一些实施例中，弯折部f的表面可具有一保护胶，用以保护弯折部f上的走线避免因弯折而受损。于另一实施例中，源极驱动元件14亦可位于基板10下方。

图7a与图7b为本发明另一实施例的感测装置1的上视示意图。图7a及图7b与图4的不同的处在于：图7a的基板10形状并非为矩形或正方形；而图7b除了基板10形状并非为矩形或正方形外，其闪烁层12外型大致呈圆形或椭圆形，而不是呈矩形或正方形。然而，图7a与图7b的基板10的转角区域亦可包括缺口结构n，且缺口结构n同样具有一第一侧边e1及第二侧边e2。在一些实施例中，第一侧边e1与第二侧边e2相交于一交点p并夹有一角度θ，交点p沿角度θ的角平分线延伸方向至闪烁层12具有一距离d，距离d是大于0厘米(mm)且小于或等于4厘米(mm)，亦可大于或等于0.5厘米(mm)且小于或等于3厘米(mm)。

接着请参阅图8a-8c，图8a到8c为本发明另一实施例的感测装置1的上视示意图。图8a到8c与图4的不同的处在于：图8a中源极驱动元件14连接于基板10的两相对侧边；图8b中栅极驱动元件13连接于基板10的另两相对侧边；图8c中源极驱动元件14连接于基板10的两相对侧边，栅极驱动元件13则连接于基板10的另两相对侧边。此外，视产品需求，基板10的多个转角区域可分别对应包括多个缺口结构n。

图9a-9c是本发明不同实施例的感测装置1的剖面示意图。为了简化说明，基板10与感测单元11是合并一同图示。

首先，如图9a所示，感测装置1更包括一反射层15，反射层15的反射率是大于或等于50％，基板10位于反射层15与闪烁层12之间，详细而言，反射层15是形成于基板10的下方，闪烁层12则形成于前述感测单元11的上方(即前述第二电极层tp的上方)，即闪烁层12与感测单元11形成于基板10的相同侧，而反射层15与感测单元11形成于基板10的相反侧。值得注意的是，于此实施例中，第一电极层bp或第二电极层tp可为透明导电材料所形成的透明电极层，如此一来，才能使得由上方射入的x光经闪烁层12转换为可见光后，被感测元件pd所检测，并借由设置反射层15于基板10的下方，将未被感测元件pd检测到的可见光反射再利用。在一些实施例中，反射层15的面积大于或等于闪烁层12的面积，且小于或等于基板10的面积。此外，反射层15亦可具有支撑基板10的功能，因基板10厚度较薄，反射层15与基板10结合可视需求加强整体强度跟刚性。

接着，如图9b所示，感测装置1更包括一反射层15，反射层15的反射率是大于或等于50％，基板10位于反射层15与闪烁层12之间，但与图9a的不同之处在于：闪烁层12是形成于基板10的下方，反射层15则形成于前述感测单元11的上方(即前述第二电极层tp的上方)，即闪烁层12与感测单元11形成于基板10的相反侧，而反射层15与感测单元11形成于基板10的相同侧。值得注意的是，于此实施例中，第一电极层bp或第二电极层tp可为透明导电材料所形成的透明电极层，如此一来，才能使得由上方射入的x光经闪烁层12转换为可见光后，被感测元件pd所检测，并借由设置反射层15于基板10的上方，将未被感测元件pd检测到的可见光反射再利用。在一些实施例中，反射层15的面积大于或等于闪烁层12的面积，且小于或等于基板10的面积。此外，反射层15亦可具有支撑基板10的功能。应了解的是，于此实施例中，x光在刚进入闪烁层12时，所转换的可见光能立即被感测元件pd检测，较不会因光强度衰减或光扩散而产生影像模糊的现象，故可达到较高的解析度。

最后，如图9c所示，闪烁层12是形成于基板10的下方，即闪烁层12与感测单元11形成于基板10的相反侧，且并未设置反射层15。值得注意的是，于此实施例中，第一电极层bp是为透明导电材料所形成的透明电极层，第二电极层tp则为金属材料所形成的金属电极层，如此一来，才能借由第二电极层tp阻挡外界光，以避免外界光进入感测元件pd而干扰检测。应了解的是，于此实施例中，x光在刚进入闪烁层12时，所转换的可见光能立即被感测元件pd检测，较不会因光强度衰减或光扩散而产生影像模糊的现象，故可达到较高的解析度。

综上所述，本发明实施例是提供闪烁层12的至少一角落区域具有弧形结构或斜边结构的感测装置1，借此可改善感测装置的检测效果及显示品质。

值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件参数、以及元件形状皆非为本发明的限制条件。此技术领域中具有通常知识者可以根据不同需要调整这些设定值。另外，本发明的感测装置并不仅限于图1a-9c所图示的状态。本发明可以仅包括图1a-9c的任何一或多个实施例的任何一或多个项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本发明的感测装置中。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。