本发明涉及一种电子装置及利用电子装置进行指纹辨识的方法，特别是涉及能提高信噪比的电子装置及相关的指纹辨识方法。
背景技术：
近年来，随着科技进步，信息产品例如会具有指纹辨识功能，以保护用户数据。然而，环境光以及信息产品本身所产生的光线都可能会影响指纹辨识的精确度，因此如何提高信息产品的指纹辨识效果仍是业界需要持续努力的议题。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种电子装置及利用电子装置进行指纹辨识的方法。由于电子装置包括遮光层，能降低射入感测单元的噪声光，较能提高信噪比，进而改善指纹辨识的效果。
本发明的一实施例提供一种电子装置，可以从一观看侧观看所述电子装置。本发明的电子装置包括第一基板、第二基板、显示单元、感测单元与第一遮光层。第二基板设置在第一基板与观看侧之间。显示单元设置在第一基板与第二基板之间。感测单元设置在第二基板上。第一遮光层设置在感测单元与所述观看侧之间。
本发明的一实施例提供一种电子装置进行指纹辨识的方法，其包括：提供一电子装置，所述电子装置包括一感测单元、一发光单元和一信号处理单元；启动一指纹辨识模式；使所述发光单元产生具有间歇性强度的光线；所述感测单元将所感测到的光感测信号传送给所述信号处理单元；以及所述信号处理单元从所述光感测信号中区分出间歇性信号，并将所述间歇性信号转换为指纹辨识数据。
附图说明
图1为本发明电子装置的第一实施例的剖面示意图。
图2为图1所示电子装置的第一基板的俯视示意图。
图3为图1所示电子装置的第二基板的俯视示意图。
图4为图1所示电子装置的局部剖面放大示意图。
图5为本发明电子装置的第二实施例与变化实施例的局部剖面放大示意图。
图6为本发明电子装置的第三实施例与变化实施例的局部剖面放大示意图。
图7为本发明电子装置的第四实施例与变化实施例的局部剖面放大示意图。
图8为本发明电子装置的第五实施例的局部剖面放大示意图。
图9为本发明电子装置的第五实施例的变化实施例的局部剖面放大示意图。
图10为本发明电子装置的第六实施例与变化实施例的局部剖面放大示意图。
图11为本发明电子装置的第七实施例的局部剖面放大示意图。
图12为本发明电子装置的第七实施例的第一变化实施例的局部剖面放大示意图。
图13为本发明电子装置的第七实施例的第二变化实施例的局部剖面放大示意图。
图14为本发明电子装置的第七实施例的第三变化实施例的局部剖面放大示意图。
图15为本发明电子装置的第七实施例的第四变化实施例的局部剖面放大示意图。
图16为本发明电子装置的第七实施例的第五变化实施例的局部剖面放大示意图。
图17为本发明电子装置的第八实施例的局部剖面放大示意图。
图18为本发明电子装置的第八实施例的变化实施例的局部剖面放大示意图。
图19为本发明电子装置的第九实施例的局部剖面放大示意图。
图20为本发明电子装置进行指纹辨识的方法的一实施例的信号示意图。
图21为本发明电子装置的一实施例的外观示意图。
图22为本发明电子装置进行指纹辨识方法的一实施例的流程示意图。
附图标记说明：100-电子装置；100d-显示面；-；102-子像素；1021、1022-像素；104-光转换元件；106-驱动晶体管；108-读取晶体管；110-传感器；1101-上电极；1103-下电极；122-缓冲层；124-闸极绝缘层；128-保护层；130、176-平坦层；132-偏压线；150-第一缓冲层；152-第二缓冲层；154-闸极绝缘层；156、158、160、120、126、180-绝缘层；162-薄膜晶体管；162c、108c、1102-半导体层；162d、108d-汲极；162g、108g-闸极；162s、108s-源极；164-光阻挡层；166-折射率调整材料；168、lb21-开口；174-黏着层；200-观看侧；blu-背光模块；cg-盖板；coe-共享电极；dl-数据线；dml-显示介质层；dpu-显示单元；dz、dy、dx-方向；fgr-手指；frm-外框；l2、l1-光线；lb1-第一遮光层；lb2-第二遮光层；lb3-第三遮光层；lbd-虚线框格；len-透镜；lsl-光阻挡层；lsr-光源；op、op1、op2-开口；ops-侧壁；pi1-第一配向层；pi2-第二配向层；pxe-像素电极；r1-显示区；r2-指纹辨识区；s100～s108-步骤；sl-扫描线；spu-信号处理单元；sse、sse1、sse2-感测元件；ssu-感测单元；sub1-第一基板；sub11、sub22-上表面；sub12、sub21-下表面；sub2-第二基板；tft-开关元件；usr-使用者。
具体实施方式
下文结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述，须注意的是，为了使读者能容易了解及图式的简洁，本发明中的多张图式只绘出装置的一部分，且图式中的特定元件并非依照实际比例绘图。此外，图中各元件的数量及尺寸仅作为示意，并非用来限制本发明的范围。
本发明通篇说明书与权利要求中会使用某些词汇来指称特定元件。本领域技术人员应理解，电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的元件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求书中，「含有」与「包括」等词为开放式词语，因此其应被解释为「含有但不限定为…」之意。当在本说明书中使用术语「包含」、「包括」及/或「具有」时，其指定了所述特征、区域、步骤、操作及/或元件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、区域、步骤、操作、元件及/或其组合的存在或增加。当元件或层别被称为在另一个元件或层别「上」或「连接到」另一个元件或层别时，它可以直接在此另一元件或层别上或直接连接到此另一元件或层别，或者两者之间存在有插入的元件或层别。相反地，当元件被称为「直接」在另一个元件或层别「上」或「直接连接到」另一个元件或层别时，两者之间不存在有插入的元件或层别。
虽然诸如「第一」、「第二」、「第三」等术语可用来描述或命名不同的构件，而此些构件并不以此些术语为限。此些术语仅用以区别说明书中的一构件与其他构件，无关于此些构件的制造顺序。权利要求中可不使用相同术语，并可依照权利要求中元件宣告的顺序，以「第一」、「第二」、「第三」等来取代。据此，在以下说明书中，第一构件在权利要求中可能为第二构件。
须知悉的是，在不脱离本发明的精神下，可将数个不同实施例中的特征进行替换、重组、混合以完成其他实施例。
请参考图1到图4，其中图1为本发明电子装置的第一实施例的剖面示意图，图2为图1所示电子装置的第一基板的俯视示意图，图3为图1所示电子装置的第二基板的俯视示意图，图4为图1所示电子装置的局部剖面放大示意图，其显示出了沿着图2与图3的线段a-a’与线段b-b’的剖面结构。如图1所示，本发明第一实施例的电子装置100，可以从一观看侧200观看电子装置100，也就是说，电子装置100最接近观看侧200的表面(图1中为电子装置100的顶表面)可视为电子装置100的显示面100d，用户usr可由观看侧200观看电子装置100的显示面100d以欣赏到电子装置100所显示的影像或画面。方向dz表示显示面100d朝向使用者usr的方向。需说明的是，在图1中，显示面100d是位于电子装置100最接近用户usr的一侧，本领域技术人员应可轻易了解，随着电子装置100的设置位置或应用环境的不同，显示面100d可以朝向不同方向。
电子装置100包括第一基板sub1、第二基板sub2、显示单元(displayunit)dpu与感测单元(sensorunit)ssu，其中第二基板sub2设置在第一基板sub1与观看侧200之间，显示单元dpu设置在第一基板sub1与第二基板sub2之间，例如形成在第一基板sub1的上表面sub11上。显示单元dpu可用于控制显示介质层dml。需注意的是，图1虽以一层别表示显示单元dpu，但显示单元dpu可以包括(但不限于)多个膜层、多个开关元件与多条走线，且这些开关元件与走线可能分别设置在显示单元dpu的不同膜层中。
感测单元ssu设置在第一基板sub1和第二基板sub2之间。在一些实施例中，感测单元ssu可设置在第二基板sub2上，也就是感测单元ssu设置在第二基板sub2表面上或接近第二基板sub2表面的位置，例如设置在第二基板sub2的下表面sub21上，如图1所示。在其他实施例中，感测单元ssu可设置在第二基板sub2的上表面sub22上。需注意的是，图1虽以一层别表示感测单元ssu，但感测单元ssu可以包括(但不限于)多个膜层、多个感测元件、驱动元件及/或读取元件，且这些元件可能分别设置在不同膜层中。
再者，电子装置100还包括第一遮光层lb1，其设置在感测单元ssu与观看侧200之间，且可以设置在第二基板sub2的表面，例如第一遮光层lb1可设置在第二基板sub2的下表面sub21上，如图1所示。在其他变化实施例中，第一遮光层lb1可设置在第二基板sub2的上表面sub22上，也就是说第二基板sub2位于第一遮光层lb1与感测单元ssu之间，但不以此为限。
图1所示电子装置100是以包括液晶显示设备为例，其可包括发光单元、背光模块blu与显示介质层dml，其中背光模块blu位于第一基板sub1相反于第二基板sub2的一侧，也就是说第一基板sub1位于第二基板sub2与背光模块blu之间。在图1中，背光模块blu邻近第一基板sub1的下表面sub12。在图1所示的电子装置中，显示介质层dml可为液晶层，但不以此为限。在一些实施例中，显示介质层dml可包含有机发光二极管(organiclightemittingdiode,oled)、无机发光二极管(lightemittingdiode,led)，例如微型发光二极管(microlight-emittingdiode,microled)或次毫米发光二极管(minilight-emittingdiode,miniled)、量子点发光二极管(quantumdotlight-emittingdiode,qled/qdled)、电浆(plasma)、量子点、荧光材料、磷光材料、其他适合的材料或上述材料的组合，但不以此为限。需注意的是，当电子装置100的显示介质层dml为自发光材料时，背光模块blu可以省略。
本发明的电子装置100可包含显示设备、拼接装置、发光装置、感测装置、天线装置、其他适合的装置或上述装置的组合，但不以此为限。拼接装置可例如是多个显示器拼接而成，或显示器与其他例如天线装置及感测装置拼接而成的装置，但不以此为限。当电子装置100不为显示器时，显示单元dpu可以改为电路阵列单元，且可省略显示介质层dml。再者，本发明的电子装置100可为曲面电子装置或可弯折电子装置，其中可弯折电子装置意指可以被弯曲、弯折、折叠、拉伸、挠曲或是其他类似变形的电子装置。换句话说，在操作时，电子装置可以具有曲面或是呈现弯折状态，电子装置可以具有固定的曲面形状，或是依使用需求而具有不同的弯曲状态。根据不同的应用需求，电子装置100的第一基板sub1与第二基板sub2可包含对应的材料，例如硬质基板或软质可挠式基板，硬质基板举例如玻璃基板、石英基板或是蓝宝石基板，软质可挠式基板举例如聚酰亚胺(polyimide，pi)基板、聚碳酸(polycarbonate，pc)基板或是聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，pet)基板等可挠式基板，但不限于此。
请参考图2与图4，其中图4省略了背光模块blu。在第一基板sub1表面sub11上可设置显示单元dpu，显示单元dpu可包括多条数据线dl与多条扫描线sl，其中数据线dl可沿着方向dy延伸，扫描线sl可沿着方向dx延伸，两者的延伸方向不同。数据线dl与扫描线sl可互相交错并可大致定义出多个子像素102(例如在数据线dl与扫描线sl之间的区域)。子像素102可分别具有对应的开关元件tft，开关元件tft可电连接于对应的数据线dl、扫描线sl以及像素电极pxe(绘示在图4)，以控制子像素102的状态。
请参考图4，在本发明中，开关元件tft可例如为薄膜晶体管(thin-filmtransistor)162，薄膜晶体管162可包括闸极162g、源极162s、汲极162d、半导体层162c与门极绝缘层154，其中闸极162g可电连接扫描线sl，源极162s可电连接数据线dl，汲极162d可电连接像素电极pxe。半导体层162c可包括低温多晶硅(lowtemperaturepolysilicon，ltps)材料、金属氧化物(metaloxide)材料或其他适合的半导体材料。不同的薄膜晶体管162可包含不同材料的半导体层162c，但不限于此。闸极162g与扫描线sl可由一第一金属层所构成，源极162s、汲极162d与数据线dl可由第二金属层所构成，像素电极pxe可包括第一透明导电层。在像素电极pxe之上可设置共享电极coe，像素电极pxe与共享电极coe之间可藉由绝缘层160隔离，共享电极coe可包括第二透明导电层。第一基板sub1的上表面sub11还可设置光阻挡层164，其位于半导体层162c与第一基板sub1之间，光阻挡层164包括不透光材料，例如金属材料，但不以此为限。显示单元dpu还可包括第一缓冲层150、第二缓冲层152、绝缘层156与绝缘层158。第一缓冲层150可设置在光阻挡层164与第一基板sub1之间，第二缓冲层152可设置在光阻挡层164与半导体层162c之间，其中绝缘层156与绝缘层158覆盖闸极162g，且绝缘层158可位于像素电极pxe与源极162s之间。需注意的是，显示单元dpu还可包括其他元件与导线，不限于图4所示内容，且图2至图4所绘示的结构仅为一范例，本发明的电子装置的结构并不以此为限。
请参考图3与图4，第二基板sub2表面可设置第一遮光层lb1与感测单元ssu。感测单元ssu设置在第二基板sub2与显示单元dpu之间，其可包括多个感测元件(sensingelement)sse，多个感测元件sse可分别包括一个驱动晶体管106、一个读取晶体管108与一个传感器(sensor)110，但不以此为限。举例来说，一个感测元件sse可仅包含一个传感器110与一个晶体管。驱动晶体管106与读取晶体管108可分别包括薄膜晶体管，互相电连接且进一步电连接到对应的传感器110，但不以此为限。举例而言，读取晶体管108可包括闸极108g、源极108s、汲极108d、半导体层108c与门极绝缘层124。驱动晶体管106可具有类似的结构，其各膜层材料可参考前述薄膜晶体管162，在此不再赘述。需注意的是，驱动晶体管106或读取晶体管108的位置不一定会对应到子像素的开关元件tft的位置。传感器110可举例为pin半导体传感器，例如包括上电极1101、半导体层1102与下电极1103，其中半导体层1102可包括n型半导体层、本征半导体(intrinsicsemiconductor)层或p型半导体层，上电极1101与下电极1102可包括透明导电层及/或不透明导电层，例如金属材料，但本发明的传感器110的结构与材料并不以上述为限。在某些实施例中，上电极1101可电连接读取晶体管108，下电极1103可电连接偏压线132。第一遮光层lb1可设置在第二基板sub2的下表面sub21，也就是位于第二基板sub2与感测单元ssu之间，在电子装置100的俯视(topview)方向上，第一遮光层lb1覆盖了至少一部分感测元件sse，也就是说，在方向dz上，第一遮光层lb1至少部分重叠于传感器110、读取晶体管108及/或驱动晶体管106。在一些实施例中，方向dz可为第二基板sub2的法线方向。第一遮光层lb1可包括有机或无机的深色膜层，例如为黑色矩阵(blackmatrix,bm)层等有机颜料层或金属层。在方向dz上，第一遮光层lb1遮蔽了感测元件sse的元件，使得从观看侧200不易发现感测元件sse，也能减少显示面100d表面的反射光线，使得电子装置100在显示面100d可以有较好的视觉效果。另一方面，第一遮光层lb1的材料可遮挡70％以上的可见光，因此可以减少环境光线进入传感器110的总量，进而减少产生的背景噪声、提高信噪比(signaltonoiseratio，s/nratio)或改善感测精确度。在一些实施例中，电子装置100还包括第二遮光层lb2，设置在感测单元ssu与显示介质层dml之间。在一些实施例中，电子装置100的第二遮光层lb2设置在感测单元ssu与显示单元dpu之间。在一些实施例中，第二遮光层lb2可包覆在传感器110的外围，例如覆盖了传感器110的侧壁、底部表面及/或偏压线132。第二遮光层lb2可降低从侧面或背面射入传感器110的直射或散射光线(例如从背光模块blu所发出的光线或从附近子像素反射出的光线)所造成的噪声，藉此提高感测精确度。第二遮光层lb2的材料可相同或不同于第一遮光层lb1的材料，在此不再赘述。第二基板sub2的下表面sub21还可选择性的设置有绝缘层120、缓冲层122、绝缘层126、保护层128及平坦层130。绝缘层120与平坦层130可以包括保护涂层(overcoatinglayer)材料，例如包含有机材料，其中平坦层130覆盖第二基板sub2的下表面sub21，亦即覆盖了传感器110与第二遮光层lb2。保护层128可以当作钝化层(passivationlayer)。上述各层可分别包含有机或无机绝缘材料，例如氧化层或氮化层，但不以此为限。本发明的感测单元ssu可用来进行指纹辨识使用，当使用者的手指接触或靠近显示面100d时，可以将光线反射，反射光射入传感器110后可产生光电信号，经由运算单元处理分析后得到指纹辨识数据。需注意的是，本发明虽以指纹辨识为例，但感测单元ssu的功能并不以指纹辨识为限。
第二基板sub2的表面sub21可设置光转换层，光转换层可包括多个光转换元件104，设置在图案化的第一遮光层lb1的开口中。当电子装置100包括液晶显示面板时，光转换元件104可分别为一彩色滤光层，图3中以符号「r」、「g」、「b」分别表示红色滤光层、绿色滤光层与蓝色滤光层，三者依序相邻轮流设置，且分别对应一子像素102，而子像素102可以三个为一组形成一像素。然而，彩色滤光层的颜色并不以上述为限，且构成像素的子像素102数量也不限于三个，子像素102的排列方式也不限于图3所示。再者，图3中虽绘示出在一个像素旁边会设置一个感测元件sse，但本发明并不会限制感测元件sse所对应的像素数量。换句话说，在一些实施例中，并非每一个像素旁都会配置一组感测元件sse。
本发明的电子装置并不以上述实施例为限。下文将继续揭示本发明的其它实施例或变化形，然为了简化说明并突显各实施例或变化形之间的差异，下文中使用相同标号标注相同元件，并不再对重复部分作赘述。此外，本发明后续实施例中各层别材料与厚度及制程步骤的条件皆可参考第一实施例，因此不再赘述。
请参考图5，图5为本发明电子装置的第二实施例与变化实施例的局部剖面放大示意图，其主要绘示了第二基板sub2、第一遮光层lb1与感测单元ssu的配置位置，并省略了其他大部分的层别，其他层别的配置可参考图4。后续图6至图9也有类似的省略，在此不再赘述。图5的实例(i)绘示出了第一遮光层lb1可设置在第二基板sub2的上表面sub22，而感测单元ssu设置在第二基板sub2的下表面sub21。换言之，第二基板sub设置在感测单元ssu与第一遮光层lb1之间，也可说第一遮光层lb1设置在第二基板sub2与观看侧200之间。图5的实例(ii)绘示出了第一遮光层lb1与感测单元ssu皆设置在第二基板sub2的上表面sub22，感测单元ssu可位于第一遮光层lb1和第二基板sub2之间。在图5所示实施例中，第一遮光层lb1都位于感测单元ssu与观看侧200之间，亦即第一遮光层lb1位于感测单元ssu与用户usr之间，第一遮光层lb1比感测单元ssu更接近电子装置100的显示面100d，上述设计可以减少大部分背景环境光线由观看侧200射入感测单元ssu，以提高感测单元ssu在进行感测时的信噪比。上述感测单元ssu与第一遮光层lb1的相对配置位置可以应用在本发明的各实施例中，以下不再赘述。
在图5所绘示的实施例中，并未绘出第二遮光层lb2，但在一些实施例中，也可将第二遮光层lb2对应感测单元ssu设置，例如设置在感测单元ssu的背侧，如图6所示。
请参考图6，图6为本发明电子装置的第三实施例与变化实施例的局部剖面放大示意图，其主要绘示了第二基板sub2、第一遮光层lb1、第二遮光层lb2与感测单元ssu的配置位置，并省略了其他大部分的层别。图6的实例(i)绘示了第二基板sub2位于第一遮光层lb1与感测单元ssu之间，且感测单元ssu可以被第二遮光层lb2所包覆，举例来说，感测单元ssu的感测元件sse中的传感器110的背侧与侧边可以被第二遮光层lb2所包覆，但不限于此。图6的实例(ii)绘示了感测单元ssu位于第一遮光层lb1与第二基板sub2之间，且第二遮光层lb2与感测单元ssu分别位于第二基板sub2的不同侧。由背侧来看，第二遮光层lb2至少部分遮蔽了传感器110的背侧，例如传感器110会比所对应的第二遮光层lb2具有较小的尺寸或宽度，以降低光线从传感器110的背侧射入传感器110中的比例。需注意的是，在本实施例中，第一遮光层lb1、第二遮光层lb2与感测单元ssu的配置位置并不以图6所绘示的方式为限。另外，在一些实施例中，第二遮光层lb2可以是经图案化后对应多个传感器110的遮光层，在另一些实施例中，第二遮光层lb2可以是大面积的膜层，覆盖住第二基板sub2的大部分表面。
请参考图7，图7为本发明电子装置的第四实施例与变化实施例的局部剖面放大示意图，其主要绘示了第二基板sub2表面第一遮光层lb1、第二遮光层lb2与感测单元ssu的配置位置，并省略了其他大部分的膜别。在图7的实例(i)中，第一遮光层lb1位于第二基板sub2的下表面，亦即位于传感器110与第二基板sub2之间。第一遮光层lb1还包括一开口op，暴露出部分传感器110。换言之，在电子装置100的俯视方向上，开口op重叠于感测单元ssu的至少一部分。图7所示的开口op的尺寸(或宽度)可小于传感器110的尺寸(或宽度)，但不以此为限，开口op可依需要而设计不同的形状或尺寸。当进行指纹辨识时，由显示面100d一侧被手指反射的光线可以经由开口op射入传感器110中，提高反射光线射入传感器110的总量。此外，实例(i)绘示出第二遮光层lb2覆盖传感器110的下表面与侧壁。在实例(ii)中，基板sub2位于第一遮光层lb1与感测单元ssu之间，第一遮光层lb1包括开口op。在实例(iii)中，传感器110位于第一遮光层lb1与基板sub2之间，且第一遮光层lb1包括开口op。在实例(iv)中，第一遮光层lb1与传感器110的相对位置类似实例(i)，但第一遮光层lb1包括多个较小的开口op相邻排列。此设计有助于提高入射光的准直性，亦即较能将射入传感器110的光线局限为接近正向入射的光线，可过滤大角度入射光线。在第一遮光层lb1中设置开口op，可以使传感器110接收到更多被手指反射的光线，提高信号强度，再搭配第一遮光层lb1可阻挡大部分的环境光，因此可以提高信噪比。
请参考图8，图8为本发明电子装置的第五实施例的局部剖面放大示意图。图8所示的电子装置100还包括一盖板cg设在第二基板sub2之上，盖板cg举例为一透明玻璃基板或透明软性基板，但不限于此。进行指纹辨识时，手指可接触盖板cg的上表面以进行辨识。在方向dz上，第一遮光层lb1的开口op可不与传感器110重叠，而是位于传感器110的邻近侧。当手指fgr接近盖板cg时，由光源lsr或发光单元发出的光线l1可射入盖板cg并在盖板cg的上表面附近被手指fgr反射，反射的光线l2可利用盖板cg当作导光板而在其中横向行进(例如全反射)到较远侧才射出盖板cg，并经由开口op射入传感器110中。举例而言，光源lsr可设置在第一基板(图未示)或第二基板sub2，例如可设置在第一基板接近外缘处，但不以此为限。在某些实施例中，光源lsr也可以是额外独立设置在基板之外的元件。
请参考图9，图9为本发明电子装置的第五实施例的变化实施例的局部剖面放大示意图。在图9所示的电子装置100中，感测元件sse1与其相邻的像素1021对应，感测元件sse2与其相邻的像素1022对应，且第一遮光层lb1的开口op具有倾斜的侧壁ops。当电子装置100进行指纹辨识时，传感器110可接收不与其对应的像素所发出光线的反射光。举例来说，像素1022不与感测元件sse1相邻也不对应于感测元件sse1，但其所射出的光线l1可被手指fgr反射形成光线l2，射入距离较远的感测元件sse1的传感器110中，以进行指纹感测与辨识。图9中具有倾斜侧壁ops的开口op可以设计成接收相隔特定距离的像素1022的反射光线，但本发明不以此为限。传感器110可以接收具有更远距离的像素所发出的光线的反射光，例如可接收相隔两个像素或两个像素以上的像素所发出的光线l1的反射光l2。
请参考图10，图10为本发明电子装置的第六实施例与变化实施例的局部剖面放大示意图。图10所示电子装置100还可包括第三遮光层lb3。如实例(i)所示，第一遮光层lb1设置在第二基板sub2的上表面，第二遮光层lb2设置在传感器110的下侧，第三遮光层lb3设置在第二基板sub2与传感器110之间。在实例(ii)中，第一遮光层lb1具有开口op1，第三遮光层lb3具有开口op2，其中开口op1与开口op2可具有约略相同的大小，彼此上下对应，例如两者的侧壁实质上互相对齐，但不以此为限。开口op1及op2所形成的光入射角度限制，可过滤入射光，或提升信噪比。在实例(iii)中，开口op1的尺寸或宽度小于开口op2，且开口op1大致对应于开口op2的中央区，在此设计下，光线l1与光线l2可以较大的入射角度依序穿过开口op1、第二基板sub2、开口op2再射入传感器110中。在实例(iv)中，开口op1的一侧壁可大体上对齐于开口op2的一侧壁，此设计使得射入传感器110的光线l1与光线l2可具有不同的角度。上述开口op1与开口op2的开口大小与相对位置可依产品实际需求而定。第三遮光层lb3的材料可相同或不同于第一遮光层lb1与第二遮光层lb2，且第三遮光层lb3的尺寸与宽度并不限于图10所示者，可依据实际需求而改变。需说明的是，图10的实例(iii)与实例(iv)有不同的光入射角方向，可分别对应当侦测大角度光(例如当光源为较远像素或光源lsr时)或小角度光(例如光源为近像素)时的情况。
请参考图11，图11为本发明电子装置的第七实施例的局部剖面放大示意图，其中图11所绘示的剖面位置可大致对应到图3的线段a-a’与线段b-b’。在一些实施例中，驱动晶体管106与读取晶体管108上方可设置一层光阻挡层lsl，光阻挡层lsl可包括低透光性的材料，例如包括金属材料，但不以此为限。光阻挡层lsl可以作为前述本发明所提到的第一遮光层lb1，并可由光阻挡层lsl取代黑色矩阵层(在前述实施例中当作第一遮光层lb1)。此外，相较于前述实施例，图11所示的电子装置100也省略了可作为保护涂层的绝缘层120。再者，在图11中，光转换元件104位于保护层128与平坦层130之间，在方向dz上，光转换元件104与传感器110的设置高度大致相同，换句话说，传感器110也可位于保护层128与平坦层130之间。
请参考图12，图12为本发明电子装置的第七实施例的第一变化实施例的局部剖面放大示意图，其中图12所绘示的剖面位置可大致对应到图3的线段a-a’与线段b-b’。图12所示电子装置100的第二遮光层lb2为大面积性的覆盖第二基板sub2的下表面，第二遮光层lb2具有开口lb21，而光转换元件104分别设置在一个开口lb21中。第二遮光层lb2可以包括黑色矩阵层，但不限于此。
请参考图13，图13为本发明电子装置的第七实施例的第二变化实施例的局部剖面放大示意图，其仅绘示了大致对应到图3的线段a-a的剖面位置。在图13中，第一遮光层lb1与感测单元ssu中的绝缘层122、闸极绝缘层124、绝缘层126与保护层128具有一开口168，且开口168中可以容纳折射率调整材料166，例如材料的折射率n值高于第一遮光层lb1，也可高于绝缘层122、闸极绝缘层124、绝缘层126与保护层128，使得光线射入开口168后较不易从其侧壁射出，而会在开口168中朝下侧反射进入传感器110中，以提高光感测效率。在另一变化实施例中，开口168与折射率调整材料166可以只位于第一遮光层lb1中，而绝缘层122、闸极绝缘层124、绝缘层126与保护层128不具有开口168。
请参考图14、图15与图16，图14为本发明电子装置的第七实施例的第三变化实施例的局部剖面放大示意图，图15为本发明电子装置的第七实施例的第四变化实施例的局部剖面放大示意图，而图16为本发明电子装置的第七实施例的第五变化实施例的局部剖面放大示意图。在图14所示的电子装置100中，保护层128具有开口168，而传感器110的一部分设置在开口168中。在图15所示的电子装置100中，闸极绝缘层124、绝缘层126与保护层128具有开口168，而传感器110的一部分设置在开口168中。再者，在图15中，第一遮光层lb1包括开口op，且绝缘层122填入开口op中。在此设计下，也可利用绝缘层122与开口op的折射率的不同来调整入射光的行径路线。在另一变化实施例中，第一遮光层lb1可不具有开口op。在图16所示的电子装置100中，绝缘层122、闸极绝缘层124、绝缘层126与保护层128具有开口168，传感器110与第二遮光层lb2的一部分设置在开口168中，且第一遮光层lb1具有开口op，传感器110的上电极1101的一部分设置在开口op中。
请参考图17，图17为本发明电子装置的第八实施例的局部剖面放大示意图。在一些实施例中，电子装置100还可包括一或多个透镜len设置在第二基板sub2的上侧。如图17所示，在方向dz上，第一遮光层lb1设置在第二基板sub2与透镜len之间，且第一遮光层lb1包括开口op，大致对应于传感器110与透镜len。详细而言，第二基板sub2上可包括多个透镜len，分别对应于一个传感器110与一个第一遮光层lb1的开口op。此外，可以利用一黏着层174将透镜len黏着于第一遮光层lb1的表面，需注意的是，在图17中，黏着层174也覆盖了开口op以外的区域，但本实施例并不限于此，在一些实施例中，黏着层174仅位于开口op中。另一方面，图17所示的绝缘层122、闸极绝缘层124、绝缘层126与保护层128包括开口168，传感器110设置在开口168中，且平坦层176覆盖保护层128并填入开口168中。需注意的是，在开口168处，绝缘层126与保护层128的侧壁可不对齐于绝缘层122与闸极绝缘层124的侧壁，且绝缘层126暴露出闸极绝缘层124的地方可以设置偏压线132与部分传感器110的上电极1101。在图17中，另一平坦层130可覆盖在平坦层176的表面。第二遮光层lb2可覆盖在平坦层130表面。
请参考图18，图18为本发明电子装置的第八实施例的变化实施例的局部剖面放大示意图。在图18中，透镜len与第一遮光层lb1之间可设置绝缘层180，绝缘层180例如包括(但不限于)无机绝缘材料，且透镜len与绝缘层180的一部分皆可设置在第一遮光层lb1的开口op中。在另一变化实施例中(未绘示)，第一遮光层lb1可设置在第二基板sub下侧且具有开口op，而开口168暴露出开口op，且传感器110的一部分设置在开口op与开口168中。
请参考图19，图19为本发明电子装置的第九实施例的局部剖面放大示意图。在图19中，第二遮光层lb2设置于传感器110的底部表面和侧壁底部周围，而第三遮光层lb3设置于传感器110的侧壁顶部周围。第三遮光层lb3与第二遮光层lb2可包含不同的材料，例如第二遮光层lb2可具有较高的弹性系数，或弹性恢复力(recoveryproperty)。在显示介质层dml的两侧设置有第一配向层pi1与第二配向层pi2，分别邻近于第一基板sub1的上表面sub11与第二基板sub2的下表面sub21设置，其中第二配向层pi2覆盖了第二遮光层lb2与传感器110。在具有传感器110的区域，第二配向层pi2可与第一配向层pi1相接触。传感器110与第二遮光层lb2可用来当作显示介质层dml的间隙物(spacer)，用以部分取代或全部取代光学间隙物(photospacer)，以提供维持显示介质层dml的间隙(cellgap)的功能。当第二遮光层lb2或第三遮光层lb3具有良好的弹性恢复力时，其作为间隙物也能提供较好的支撑功能。在一些变化实施例中，传感器110与第二遮光层lb2的组合仍用来当作显示介质层dml的间隙物，但不包含第三遮光层lb3。
请参考图20、图21与图22，图20为本发明电子装置进行指纹辨识的方法的一实施例的信号示意图，图21为本发明电子装置的一实施例的外观示意图，图22为本发明电子装置进行指纹辨识的方法的一实施例的流程示意图。本发明进行指纹辨识的方法所应用的电子装置100可包括但不限于前述任一实施例或变化实施例中的结构。举例而言，电子装置100可包含第一基板、第二基板、感测单元及发光单元，其中第一基板位于第二基板相反于显示面100d的一侧，感测单元设置在第二基板上，而发光单元(例如图8所示的光源lsr或图1所示的背光模块blu)位于第二基板相反于显示面100d的一侧，上述电子装置100中的元件可参考本发明其他实施例中与相关附图的介绍，在此不再赘述。如图21所示，显示面100d可区分为一般的显示区r1与指纹辨识区r2，需注意的是，指纹辨识区r2虽然具有指纹辨识的功能，但仍能显示影像，且显示区r1与指纹辨识区r2的分布区域与大小并不以图21为限。在某些实施例中，电子装置100还可包括外框frm与信号处理单元spu，其中外框frm位于显示器100d的外侧，信号处理单元spu可设置在显示器100d的背侧。如图20所示，时间t1表示还没有进行指纹辨识时，发光单元可以保持关闭状态或是长开启模式(持续发出均匀强度的光线)。时间t2表示本发明电子装置100处于指纹辨识模式的时间。当电子装置100的指纹辨识模式启动时，用来提供指纹辨识光线的发光单元或光源会产生具有间歇性强度的光线，例如发光单元每间隔固定的时间会开启或关闭，或是光源具有固定的发光更新率(refreshframerate)。在手指尚未接触电子装置100以进行指纹辨识前(时间ta)，用来进行指纹辨识的感测单元可能只会接收到环境光线或背景光线，而产生强度s1的光感测信号。当用户以手指接触电子装置100以进行指纹辨识后(时间tb)，感测单元则会进一步接收到被手指反射的光线，因此在时间tb中所侦测到的光感测信号的强度包括强度s1与强度s2，其中强度s2则由被手指反射回感测单元的光线所产生。完成指纹辨识并关闭指纹辨识模式后，则进入时间t3，此时发光单元会关闭，或是恢复长开启模式。感测单元可将光感测信号传送给信号处理单元spu，信号处理单元spu可从光感测信号中区分出间歇性信号，也就是时间tb中具有间歇性强度变化的信号，并将间歇性信号转换为指纹辨识数据。另一方面，信号处理单元spu还可从光感测信号中区分出连续性信号，也就是在时间ta与时间t3中所得到的光感测信号，且当信号处理单元spu将前述的间歇性信号转换为指纹感测数据时，会排除前述连续性信号，例如从光感测信号中排除连续性信号的强度，使得运算后的信号强度可以具有较大的强度落差。
根据上述，本发明电子装置100进行指纹辨识的方法的一实施例包括以下步骤：
s100:提供一电子装置，所述电子装置包括一感测单元、一发光单元和一信号处理单元；
ss102：启动一指纹辨识模式，也就是进入图20中的时间t2；
ss104：使发光单元产生具有间歇性强度的光线；
ss106：感测单元将所感测到的光感测信号传送给信号处理单元spu；以及
ss108：信号处理单元spu从光感测信号中区分出间歇性信号，并将间歇性信号转换为指纹辨识数据。
根据本发明，电子装置可包括感测单元与至少一遮光层，其中感测单元可用来进行指纹辨识，至少一遮光层设置在感测单元与观看侧之间，也就是比感测单元更接近显示面。遮光层会遮蔽感测单元的至少一部分，能减少环境光线射入感测单元的总量，进而提高信噪比，以改善信号感测的效果和指纹辨识的精准度。本发明的电子装置在不同实施例中可互相搭配光转换元件、传感器、基板及一或多层遮光层的相对设置位置、遮光层的开口与绝缘层的开口等设计，依据产品实际需要而设计出具有指纹辨识功能的电子装置。此外，可配合本发明进行指纹辨识的方法，在处理信号时扣除背景信号，或是利用间歇发光的发光单元来进行指纹辨识，以提高指纹辨识的精准度。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，实施例间特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种电子装置，可以从一观看侧观看所述电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：
一第一基板；
一第二基板，设置在所述第一基板与所述观看侧之间；
一显示单元，设置在所述第一基板与所述第二基板之间；
一感测单元，设置在所述第二基板上；以及
一第一遮光层，设置在所述感测单元与所述观看侧之间。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述感测单元设置在所述第二基板与所述显示单元之间。
3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，所述第一遮光层设置在所述第二基板与所述感测单元之间。
4.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，所述第一遮光层设置在所述第二基板与所述观看侧之间。
5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述感测单元设置在所述观看侧与所述第二基板之间。
6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括一第二遮光层，设置在所述感测单元与所述显示单元之间。
7.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于，所述第一遮光层与所述第二遮光层具有不相同的材料。
8.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述第一遮光层包括一开口，在所述电子装置的一俯视方向上，所述开口重叠于所述感测单元。
9.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述第一遮光层包括一开口，在所述电子装置的一俯视方向上，所述开口不重叠于所述感测单元。
10.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，更包含一第三遮光层，设置在所述第二基板与所述感测单元之间。
11.根据权利要求10所述的电子装置，其特征在于所述第三遮光层的一开口与所述第一遮光层的一开口大小不同。
12.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述感测单元包含邻近于所述显示单元的一金属层，且所述金属层为不透光。
13.根据权利要求12所述的电子装置，其特征在于，所述金属层的一部分构成所述感测单元的一电极。
14.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述感测单元包括多个传感器，在所述电子装置的一俯视方向上，所述多个传感器的其中一个的至少一部分被所述第一遮光层所重叠。
15.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括一光转换层，设置在所述第二基板的一表面，所述光转换层包括多个光转换元件，且所述感测单元包括多个传感器，所述多个传感器的其中一个位于所述多个光转换元件的其中相邻两个光转换元件之间。
16.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括一绝缘层，设置在所述第二基板的一表面，所述绝缘层包括多个开口，且所述感测单元包括多个传感器，其中所述多个传感器分别设置在所述多个开口中。
17.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述感测单元包括多个传感器，并且所述电子装置还包括至少一个透镜元件，设置在所述第二基板上，并对应所述多个感测元件的其中一个。
18.一种电子装置进行指纹辨识的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一电子装置，所述电子装置包括一感测单元、一发光单元和一信号处理单元；
启动一指纹辨识模式；
使所述发光单元产生具有间歇性强度的一光线；
所述感测单元将所感测到的一光感测信号传送给所述信号处理单元；以及
所述信号处理单元从所述光感测信号中区分出一间歇性信号，并将所述间歇性信号转换为一指纹辨识数据。
19.根据权利要求18所述的电子装置进行指纹辨识的方法，其特征在于，所述信号处理单元还可从所述光感测信号中区分出一连续性信号，且当所述信号处理单元将所述间歇性信号转换为指纹辨识数据时，排除所述连续性信号。
技术总结