CN114551627A - 光感测模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光感测模块。光感测模块用于接受一第一光束，并产生与所述第一光束的强度相对应的一电流。光感测模块包括一载体、一光电二极管芯片以及一光波长转换结构，光电二极管芯片设置于所述载体上，光波长转换结构设置于所述载体上并覆盖所述光电二极管芯片上。其中，所述第一光束通过所述光波长转换结构而转换成一第二光束，所述光电二极管芯片接收所述第二光束并产生所述电流。
Description
技术领域
本发明涉及一种光感测模块，特别是涉及一种紫外光感测模块。
背景技术
紫外光发光二极管(light-emitting diode，LED)的应用越来越广泛，通常会作为一紫外光光源。为了感测紫外光光源的光强度，紫外光发光二极管一般会搭配一紫外光光电二极管(photodiode，PD)使用。
光电二极管的功能是将接收到的光子(photon)转换成电子(electron)，当接收到光线的强度越高时，便会产生强度较高的电流。也就是说，光电二极管可将光讯号转换成电讯号，且产生的电讯号的强度会与接收到的光讯号的强度呈正比。
一般来说，紫外光光电二极管的价格高出可见光光电二极管的价格许多，导致紫外光感测模块的价格一直居高不下。为了降低紫外光感测模块的价格，现有技术中，尝试将可见光光电二极管与紫外光发光二极管搭配使用，也就是说，以可见光光电二极管取代紫外光光电二极管。然而，一般的可见光光电二极管对紫外光的灵敏度不佳，而无法产生与紫外光强度对应的电流。
因此，目前尚无法有效降低紫外光感测模块的价格，并且，如何使可见光光电二极管与紫外光发光二极管搭配使用，已成为该领域所欲解决的重要课题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种光感测模块。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种光感测模块。本发明公开一种光感测模块。所述光感测模块是用于接受一第一光束，并产生与所述第一光束的强度相对应的一电流。所述光感测模块包括一载体、一光电二极管芯片以及一光波长转换结构，所述光电二极管芯片设置于所述载体上，所述光波长转换结构设置于所述载体上并覆盖所述光电二极管芯片上。其中，所述第一光束通过所述光波长转换结构而转换成一第二光束，所述光电二极管芯片接收所述第二光束并产生所述电流。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是提供一种电子装置。所述电子装置包括一光发射模块以及一光感测模块。所述光发射模块产生一第一光束，所述光感测模块是用于接受所述第一光束并产生与所述第一光束的强度相对应的一电流。所述光感测模块包括一载体、一光电二极管芯片以及一光波长转换结构，所述光电二极管芯片设置于所述载体上，所述光波长转换结构设置于所述载体上并覆盖所述光电二极管芯片上。其中，所述第一光束通过所述光波长转换结构而转换成一第二光束，所述光电二极管芯片接收所述第二光束并产生所述电流。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的光感测模块，其能通过“所述第一光束通过所述光波长转换结构而转换成一第二光束”以及“所述光电二极管芯片接收所述第二光束并产生所述电流”的技术方案，以达到降低光感测模块的成本的效果。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明第一实施例的光感测模块的剖面示意图。
图2为本发明第二实施例的光感测模块的剖面示意图。
图3图2中区域III的放大示意图。
图4为本发明第三实施例的光感测模块的剖面示意图。
图5为本发明第四实施例的光感测模块的剖面示意图。
图6为本发明第五实施例的光感测模块的剖面示意图。
图7为本发明第六实施例的光感测模块的剖面示意图。
图8为本发明电子装置的剖面示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“光感测模块”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
为了解决以往紫外光感测模块成本较高的问题，本发明结合使用可见光光电二极管(光电二极管芯片)以及光波长转换结构，以取代现有的紫外光光电二极管。并通过添加其他成分或调整成分比例，来提升可见光光电二极管对紫外光的灵敏度。如此一来，便可将可见光光电二极管应用于紫外光感测模块中，并达到降低紫外光感测模块的成本的效果。
请参阅图1所示，本发明的光感测模块1包括一载体10、一光电二极管芯片20以及一光波长转换结构30。光感测模块1是用于接收一第一光束，并产生与第一光束的强度相对应的一电流。
载体10具有一承载面11与一内环侧表面12，承载面11与内环侧表面12相互连接，并形成一承载空间13。
光电二极管芯片20位于承载空间13内，并设置于载体10的承载面11上。光电二极管芯片20位于载体10与光波长转换结构30之间，且被光波长转换结构30完整覆盖。
光波长转换结构30位于承载空间13内，并设置于载体10的承载面11以及内环侧表面12上。光波长转换结构30可接收第一光束，并将第一光束转换成一第二光束，光电二极管芯片20接收第二光束后，会产生与第二光束的强度相对应的电流。由于电讯号与光讯号呈正比，故可通过量测光电二极管芯片20产生的电流大小，来推知第一光束的光强度，以达到感测第一光束的效果。
具体来说，本发明的光感测模块是紫外光感测模块，而光电二极管芯片20是可见光光电二极管。因此，光感测模块1接收的第一光束是紫外光，第一光束的频谱中具有一介于10纳米至400纳米之间的波峰。光波长转换结构30将第一光束(紫外光)转换成第二光束(可见光)，以使光电二极管芯片20(可见光光电二极管)接收第二光束并产生电流，第二光束具有一介于400纳米至700纳米之间的频谱。
光波长转换结构的材料包括一萤光物质(fluorescent material)。荧光物质可将紫外光转换为可见光，因此，本发明可将可见光光电二极管应用于紫外光感测模块中。荧光物质是选自于由下列所构成的群组：含稀土元素的金属氧化物、含稀土元素的金属氮化物、含稀土元素的金属磷化物、含稀土元素的金属硅氧化物、含稀土元素的金属氮氧化物、含稀土元素的金属氧碳氮化物及其组合物。
具体来说，荧光物质是选自于由下列所构成的群组：Ba2.0Eu0.6Mg3.2Al30.5Ox、(Ba,Sr)3.0Mg3.2Al30.5O51.9:Eu2+、BaMgAl10O17:Eu、Ba,Mg,Al10O17:Eu,Mn、CeMgAl11O19:Tb3+、Tb3Al5O12:Ce3+、La3Si6N11:Ce、(Ba,Sr)2Si5N8:Eu、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、(Sr,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu、LaPO4:Ce,Tb、(Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu2+、Si6-zAlzOzN8-z:Eu及其组合物；其中，x为任意正数，z为小于6的任意正数。
[对照组1]
为比较光感测模块的感测灵敏度，将一可见光发光二极管与一可见光光电二极管(即本发明的光电二极管芯片20)搭配使用，作为对照组1。经实验后，对照组1的可见光光电二极管产生3.789微安培(μA)的电流，并将此电流量订定为100％的目标值。
[第一实施例]
请参阅图1所示，第一实施例的光感测模块1包括前述载体10、光电二极管芯片20以及光波长转换结构30。光波长转换结构30的材料中包括一封装胶31以及一荧光物质32，荧光物质32均匀分散于封装胶31中。
于本发明中，封装胶是透光性树脂。于一较佳实施例中，封装胶是具有一特定官能基的硅胶。例如苯基硅胶(phenyl silicone)、甲基硅胶(methylsilicone)或氟基硅胶(fluorosilicone)。在部分的实施例中，较佳是采用甲基硅胶或苯基硅胶，更佳是采用甲基硅胶，因为其等在紫外线C(UVC)的波长范围(100纳米至280纳米)下具有良好的穿透率。
[实验例1、2]
实验例1、2的光感测模块对应于第一实施例(图1)中光感测模块的结构。请参表1所示，实验例1、2中分别使用不同的封装胶，以比较不同封装胶对光感测模块的感测灵敏度的影响。在实验例1、2中，先以紫外光照射光感测模块，再量测光电二极管芯片所产生的电流，并以对照组1的结果作为目标值的100％。
在实验例1、2中，光波长转换结构的材料包括封装胶以及荧光物质，实验例1中的封装胶为苯基硅胶(例如道康宁公司所贩卖的OE-6650)，实验例2中的封装胶为甲基硅胶(例如道康宁公司所贩卖的OE-6351)。实验例1、2中的荧光物质皆为含稀土元素的金属氧化物，其化学式为Tb3Al5O12:Ce3+(例如根本化学公司所贩卖的TAG-T3)，且以光波长转换结构的总重为100重量百分比，荧光物质的含量为40重量百分比。
表1
由表1的结果可得知，使用具有特定官能基的硅胶(甲基硅胶或苯基硅胶)作为封装胶，可提升光感测模块的感测灵敏度。并且，比较实施例1及实施例2，甲基硅胶(实验例2)相较于苯基硅胶(实验例1)，更可提升光感测模块的感测灵敏度。
[实验例3至11]
实验例3至11的光感测模块对应于第一实施例(图1)中光感测模块的结构。请参表2所示，实验例3至11中分别具有不同含量的荧光物质，以比较荧光物质的含量对光感测模块的感测灵敏度的影响。在实验例3至11中，先以紫外光照射光感测模块，再量测光电二极管芯片所产生的电流，并以对照组1的结果作为目标值的100％。
在实验例3至11中，光波长转换结构的材料包括封装胶以及荧光物质，封装胶是甲基硅胶，荧光物质为Tb3Al5O12:Ce3+，荧光物质的含量是基于光波长转换结构的总重为100重量百分比。
表2
由表2的结果可得知，荧光物质的含量也会影响光感测模块对紫外光的灵敏度。于一些实施例中，以光波长转换结构的总重为100重量百分比，当荧光物质的含量为5重量百分比至80重量百分比时，可提升光感测模块的感测灵敏度。较佳的，以光波长转换结构的总重为100重量百分比，荧光物质的含量为7重量百分比至40重量百分比。更佳的，以光波长转换结构的总重为100重量百分比，荧光物质的含量为10重量百分比至40重量百分比。再更佳的，以光波长转换结构的总重为100重量百分比，荧光物质的含量为12重量百分比至30重量百分比。
[第二实施例]
请参阅图2所示，第二实施例的光感测模块1与第一实施例的光感测模块1(图1)相似，其差异在于：光波长转换结构30的材料进一步包括一硅树脂粉末33(siliconepowder)，硅树脂粉末33均匀分散于封装胶31中。
硅树脂粉末33的添加，可使光波长转换结构30的表面301形成有一微结构302(fine structure)，以提供抗反射功效。请参阅图3所示，微观而言，微结构302在光波长转换结构30的表面上沿着一深度方向H形成，微结构302的折射率，会随着深度方向H而改变，当光线射入微结构发生连续反射时，可增加光线通过。
[实验例12及比较例1]
实验例12的光感测模块对应于第二实施例(图2)中光感测模块的结构。比较例1的光感测模块与实验例12的光感测模块相似，其差异在于：比较例1的光波长转换结构中并未添加硅树脂粉末，而是添加陶瓷二氧化硅粉末(ceramic silicon oxide powder)。
请参表3所示，实验例12及比较例1中使用甲基硅胶作为封装胶。实验例12及比较例1中的荧光物质为Tb3Al5O12:Ce3+，基于光波长转换结构的总重为100重量百分比，荧光物质的含量是15重量百分比。基于光波长转换结构的总重为100重量百分比，实验例12中添加有60重量百分比的硅树脂粉末(信越化学公司生产的TS120)，比较例1中添加有10重量百分比的陶瓷二氧化硅粉末。在实验例12及比较例1中，先以紫外光照射光感测模块，再量测光电二极管芯片所产生的电流，并以对照组1的结果作为目标值的100％。
表3
由表3的结果可得知，于光波长转换结构中添加硅树脂粉末或陶瓷二氧化硅粉末，会影响光感测模块的感测灵敏度。
实验例7、12及比较例1的光转换模块，具有相似的结构及成分比例，其差异在于：实验例7未添加硅树脂粉末或陶瓷二氧化硅粉末，实验例12添加硅树脂粉末，比较例1添加陶瓷二氧化硅粉末。
由表2及表3的结果可得知，未添加硅树脂粉末或陶瓷二氧化硅粉末时，光电二极管芯片的目标值为70.9％(实验例7)。于光波长转换结构中添加硅树脂粉末，可提升光电二极管芯片的目标值至74.8％(实验例12)。于光波长转换结构中添加陶瓷二氧化硅粉末，反而会降低光电二极管芯片的目标值为65.3％(比较例1)。
请参阅图4、图5所示，于一些实施例中，光感测模块1进一步包括一反射层40。反射层40设置于载体10的承载面11或内环侧表面12上，且反射层40位于载体10与光波长转换结构30之间。
反射层40可反射光线，提升第一光束与第二光束被光电二极管芯片20接收的机率，进而提升光感测模块1的感测灵敏度。反射层40的材料包括一可见光反射填料41，可见光反射填料41均匀分散于反射层40中。可见光反射填料41可提升第二光束被光电二极管芯片20接收的机率，进而提升光感测模块1的感测灵敏度。
具体来说，可见光反射填料41是选自于由下列所构成的群组：二氧化钛、氧化铝、氧化锌、二氧化硅、氮化硼及其组合物。以反射层40的总重为100重量百分比，可见光反射填料41的含量为20重量百分比至50重量百分比。
[第三实施例]
请参阅图4所示，第三实施例的光感测模块1与第一实施例的光感测模块1(图1)相似，其差异在于：第三实施例的光感测模块1进一步包括一反射层40。反射层40设置于载体10的内环侧表面12上，且反射层40位于载体10与光波长转换结构30之间。
[第四实施例]
请参阅图5所示，第四实施例的光感测模块1与第一实施例的光感测模块1(图1)相似，其差异在于：第四实施例的光感测模块1进一步包括一反射层40。反射层40设置于载体10的承载面11以及内环侧表面12上，且反射层40位于载体10与光波长转换结构30之间。
[实验例13、14]
实验例13的光感测模块对应于第三实施例(图4)中光感测模块的结构，实验例14的光感测模块对应于第四实施例(图5)中光感测模块的结构。请参表4所示，实验例13、14中反射层设置的面积不同，以比较不同反射层设置面积对光感测模块的感测灵敏度的影响。在实验例13、14中，先以紫外光照射光感测模块，再量测光电二极管芯片所产生的电流，并以对照组1的结果作为目标值的100％。
在实验例13、14中，光波长转换结构包括封装胶与荧光物质，封装胶是甲基硅胶，荧光物质为Tb3Al5O12:Ce3+，且以光波长转换结构的总重为100重量百分比，荧光物质的含量为15重量百分比。反射层包括可见光反射填料，可见光反射填料是二氧化钛。
表4
由表4的结果可得知，载体上反射层设置的面积越大，可提升光感测模块的感测灵敏度。
值得注意的是，实验例7、13及14的光转换模块，具有相似的结构及成分比例，其差异在于：实验例7未设置反射层，实验例13仅于载体的内环侧表面上设置反射层，实验例14同时于载体的承载面以及内环侧表面上设置反射层。
由表3及表4的结果可得知，实验例7中光电二极管芯片可达到的目标值为70.9％，实验例13中光电二极管芯片可达到的目标值为75.3％，实验例14中光电二极管芯片可达到的目标值为80.2％。据此，反射层的设置，可提升光感测模块的感测灵敏度可达到72％以上。并且，反射层可选择性设置于载体的承载面或是内环侧表面，于一较佳实施例中，当反射层同时设置于载体的承载面以及内环侧表面时，光感测模块的感测灵敏度可达到76％以上。
[第五实施例]
请参阅图6所示，第五实施例的光感测模块1与第四实施例的光感测模块1(图5)相似，其差异在于：除了封装胶31与荧光物质32之外，光波长转换结构30的材料进一步包括一硅树脂粉末33，硅树脂粉末33均匀分散于封装胶31中。因此，第五实施例的光波长转换结构30的表面301形成有一微结构302(如图3所示)。
[实验例15至19]
实验例15至19的光感测模块对应于第五实施例(图6)中光感测模块的结构。请参表5所示，实验例15至19中的光波长转换结构具有不同含量的硅树脂粉末，以比较不同硅树脂粉末的添加量对光感测模块的感测灵敏度的影响。在实验例15至19中，先以紫外光照射光感测模块，再量测光电二极管芯片所产生的电流，并以对照组1的结果作为目标值的100％。
在实验例15至19中，光波长转换结构的材料包括封装胶、荧光物质以及硅树脂粉末，封装胶是甲基硅胶，荧光物质为Tb3Al5O12:Ce3+。荧光物质的含量是基于光波长转换结构的总重为100重量百分比。硅树脂粉末的添加量是基于封装胶的总重为100重量份。
表5
由表5的结果可得知，不同硅树脂粉末的添加量，会影响光感测模块的感测灵敏度。以封装胶的总重为100重量份，当硅树脂粉末的添加量为40重量份以上时，光电二极管芯片可达到75％以上的目标值。较佳的，当硅树脂粉末的添加量为50重量份至90重量份时，光电二极管芯片可达到80％以上的目标值。较佳的，当硅树脂粉末的添加量为60重量份至80重量份时，光电二极管芯片可达到82％以上的目标值。
由表3及表4的结果可得知，实验例14中光电二极管芯片可达到的目标值为80.2％，实验例17中光电二极管芯片可达到的目标值为84.3％。据此，硅树脂粉末的添加，可提升光感测模块的感测灵敏度达到82％以上。
[对照组2]
不同的荧光物质，可产生不同的可见光频谱。因此，为比较不同荧光物质对光感测模块的感测灵敏度的影响，将一紫外光发光二极管搭配一紫外光光电二极管使用，作为对照组2。经实验后，对照组2的紫外光光电二极管产生14.59微安培(μA)的电流，并将此电流量订定为100％的目标值。
[实验例20至32]
请参阅表6所示，实验例20至32是分别对不同的荧光物质的粉末进行激发测试。先以紫外光照射荧光物质粉末，再以可见光光电二极管接收经荧光物质粉末转换后的光线，并观察转换后光线频谱中的波峰波长值(简称为光转换波长)以及可见光光电二极管产生的电流，并以对照组2的结果作为目标值的100％。
表6
由表6的结果可得知，使用上述荧光物质皆可达到将紫外光(第一光束)转换为可见光(第二光束)的作用，不同的荧光物质，会使转换后的可见光(第二光束)具有不同的光线频谱。当荧光物质的光转换波长介于450纳米至650纳米，光电二极管芯片可达到45％至100％的目标值。较佳的，当荧光物质的光转换波长介于453纳米至647纳米，光电二极管芯片可达到45％至100％的目标值。更佳的，当荧光物质的光转换波长介于465纳米至625纳米，光电二极管芯片可达到70％至100％的目标值。
[实验例33至39]
实验例33至39的光感测模块对应于第五实施例(图6)中光感测模块的结构。请参阅表7所示，实验例33至39使用了另一种荧光物质(Ba,Sr)2Si5N8:Eu，取代实验例1至19中使用的荧光物质。并且，实验例33至39分别具有不同含量的荧光物质，以比较荧光物质的含量对光感测模块的感测灵敏度的影响。在实验例33至39中，先以紫外光照射光感测模块，再量测光电二极管芯片所产生的电流，并以对照组1的结果作为目标值的100％。
表7
由表7的结果可得知，选用不同的荧光物质，也会影响光感测模块对紫外光的灵敏度。于一些实施例中，以光波长转换结构的总重为100重量百分比，荧光物质的含量为5重量百分比至80重量百分比。较佳的，以光波长转换结构的总重为100重量百分比，荧光物质的含量为7重量百分比至40重量百分比。更佳的，以光波长转换结构的总重为100重量百分比，荧光物质的含量为10重量百分比至40重量百分比。再更佳的，以光波长转换结构的总重为100重量百分比，荧光物质的含量为12重量百分比至30重量百分比。
由表5及表7的结果可得知，实验例18中光电二极管芯片可达到的目标值为85.1％，实验例37光电二极管芯片可达到的目标值为89.3％。据此，当荧光物质的光转换波长介于500纳米至620纳米，光电二极管芯片可达到75％至100％的目标值。较佳的，当荧光物质的光转换波长介于550纳米至620纳米，光电二极管芯片可达到80％至100％的目标值。更佳的，当荧光物质的光转换波长介于570纳米至610纳米，光电二极管芯片可达到88％至100％的目标值。
请参阅图7所示，于一些实施例中，除了可见光反射填料41之外，反射层40的材料可进一步包括一紫外光反射填料42。紫外光反射填料42的添加，可增加第一光束被荧光物质32转换为第二光束的机率，进而提升光感测模块1的感测灵敏度。
[第六实施例]
请参阅图7所示，第六实施例的光感测模块1与第五实施例的光感测模块1(图6)相似，其差异在于：反射层40的材料进一步包括一紫外光反射填料42，紫外光反射填料42均匀分散于反射层40中。
具体来说，紫外光反射填料42是选自于由下列所构成的群组：聚四氟乙烯、二氧化锆、氮化铝、及其组合物。以反射层40的总重为100重量百分比，紫外光反射填料42的含量为10重量百分比至80重量百分比。
[实验例40]
实验例40的光感测模块对应于第六实施例(图7)中光感测模块的结构。请参表8所示，实验例40的反射层中进一步包括紫外光反射填料，且紫外光反射填料是聚四氟乙烯(L206)，以反射层的总重为100重量百分比，紫外光反射填料的含量为80重量百分比。在实验例40中，先以紫外光照射光感测模块，再量测光电二极管芯片所产生的电流，并以对照组1的结果作为目标值的100％。
在实验例40中，光波长转换结构的材料包括封装胶、荧光物质以及硅树脂粉末，封装胶是甲基硅胶，荧光物质为Tb3Al5O12:Ce3+。以光波长转换结构的总重为100重量百分比，荧光物质的含量为15重量百分比，硅树脂粉末的含量为80重量百分比。反射层的材料中包括可见光反射填料(二氧化钛)与紫外光反射填料(聚四氟乙烯)，以光波长转换结构的总重为100重量百分比，可见光反射填料的含量为重量百分比，紫外光反射填料的含量为80重量百分比。
表8
由表8的结果可得知，紫外光反射填料的添加，可提升光感测模块的感测灵敏度。于一些实施例中，以光波长转换结构的总重为100重量百分比，紫外光反射填料的含量大于或等于40重量百分比。较佳的，以光波长转换结构的总重为100重量百分比，紫外光反射填料的含量为50重量百分比至90重量百分比。更佳的，以光波长转换结构的总重为100重量百分比，紫外光反射填料的含量为60重量百分比至85重量百分比。
值得注意的是，实验例18及实验例40的光转换模块，具有相似的结构及成分比例，其差异在于：实验例40中的反射层，相较于实验例18额外添加了聚四氟乙烯(紫外光反射填料)。
由表5及表8的结果可得知，实验例18中光电二极管芯片可达到的目标值为85.1％，实验例40光电二极管芯片可达到的目标值为92.4％。据此，于反射层中额外添加了紫外光反射填料，可进一步使光电二极管芯片可达到90％至100％的目标值。
请参阅图8所示，本发明另提供一种电子装置3，电子装置3包括一光发射模块2以及前述的光感测模块1。光发射模块2可产生一第一光束。光感测模块1可接收第一光束，并产生与第一光束的强度相对应的一电流。
具体来说，光感测模块1包括前述的载体10、光电二极管芯片20与光波长转换结构30，光感测模块1的详细结构如前所述，于此不再赘述。具体来说，光发射模块2包括一发光二极管芯片，发光二极管芯片可产生第一光束。
于一些实施例中，光发射模块2可产生紫外光(第一光束)，即第一光束具有一介于10纳米至400纳米之间的波峰。光感测模块1中的光波长转换结构30可将紫外光(第一光束)转换为可见光(第二光束)，即第一光束具有一介于400纳米至700纳米之间的波峰。接着，光电二极管芯片20于接收第二光束后，会产生与第二光束的强度相对应的一电流。
[实施例的有益效果]
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的光感测模块，其能通过“所述光波长转换结构30接收所述第一光束转换成一第二光束”以及“所述光电二极管芯片20接收所述第二光束并产生所述电流”的技术方案，以达到降低光感测模块1的成本的效果。
更进一步来说，本发明所提供的光感测模块，其能通过“所述光波长转换结构的材料包括一封装胶，所述封装胶是具有甲基的硅胶或具有苯基的硅胶”的技术方案，以达到提升光感测模块1的灵敏度的功效。
更进一步来说，本发明所提供的光感测模块，其能通过“所述第二光束具有一介于453纳米至647纳米之间频谱”以及“所述第二光束具有一介于465纳米至625纳米之间频谱”的技术方案，以达到提升光感测模块1的灵敏度的功效。
更进一步来说，本发明所提供的光感测模块，其能通过“所述光波长转换结构30的材料包括一硅树脂粉末33”的技术方案，以达到提升光感测模块1的灵敏度的功效。
更进一步来说，本发明所提供的光感测模块，其能通过“所述反射层40的材料包括一可见光反射填料41”以及“所述反射层40的材料包括一紫外光反射填料42”的技术方案，以达到提升光感测模块1的灵敏度的功效。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。
Claims (19)
1.一种光感测模块，其特征在于，所述光感测模块用于接受一第一光束并产生与所述第一光束的强度相对应的一电流，所述光感测模块包括：
一载体；
一光电二极管芯片，设置于所述载体上；以及
一光波长转换结构，设置于所述载体上并覆盖所述光电二极管芯片上；
其中，所述第一光束通过所述光波长转换结构而转换成一第二光束，所述光电二极管芯片接收所述第二光束并产生所述电流。
2.根据权利要求1所述的光感测模块，其特征在于，所述第一光束的频谱中具有一介于10纳米至400纳米之间的波峰。
3.根据权利要求1所述的光感测模块，其特征在于，所述第二光束具有一介于400纳米至700纳米之间的频谱。
4.根据权利要求1所述的光感测模块，其特征在于，所述光波长转换结构的材料包括一封装胶，所述封装胶是甲基硅胶、苯基硅胶或氟基硅胶。
5.根据权利要求1所述的光感测模块，其特征在于，所述光波长转换结构的材料包括一荧光物质。
6.根据权利要求1所述的光感测模块，其特征在于，以所述光波长转换结构的总重为100重量百分比，所述荧光物质的含量为5重量百分比至80重量百分比。
7.根据权利要求5所述的光感测模块，其特征在于，所述荧光物质是选自于由下列所构成的群组：含稀土元素的金属氧化物、含稀土元素的金属氮化物、含稀土元素的金属磷化物、含稀土元素的金属硅氧化物、含稀土元素的金属氮氧化物、含稀土元素的金属氧碳氮化物及其组合物。
8.根据权利要求1所述的光感测模块，其特征在于，所述光波长转换结构的材料包括一硅树脂粉末。
9.根据权利要求8所述的光感测模块，其特征在于，以所述光波长转换结构的总重为100重量百分比，所述硅树脂粉末的含量为40重量百分比以上。
10.根据权利要求8所述的光感测模块，其特征在于，所述光波长转换结构的表面形成有一微结构。
11.根据权利要求1所述的光感测模块，其特征在于，所述载体具有一承载面以及一内环侧表面，所述承载面与所述内环侧表面相互连接，并形成一承载空间；所述光电二极管芯片设置于所述承载空间内，并位于所述载体与所述光波长转换结构之间。
12.根据权利要求11所述的光感测模块，其特征在于，所述光感测模块进一步包括一反射层，所述反射层设置于所述承载面或所述内环侧表面上。
13.根据权利要求12所述的光感测模块，其特征在于，所述反射层的材料包括一可见光反射填料，所述可见光反射填料是选自于由下列所构成的群组：二氧化钛、氧化铝、氧化锌、二氧化硅、氮化硼及其组合物。
14.根据权利要求13所述的光感测模块，其特征在于，以所述反射层的总重为100重量百分比，所述可见光反射填料的含量为20重量百分比至50重量百分比。
15.根据权利要求12所述的光感测模块，其特征在于，所述反射层的材料包括一紫外光反射填料，所述紫外光反射填料是选自于由下列所构成的群组：聚四氟乙烯、二氧化锆、氮化铝、二氧化硅及其组合物。
16.根据权利要求15所述的光感测模块，其特征在于，以所述反射层的总重为100重量百分比，所述紫外光反射填料的含量为10重量百分比至80重量百分比。
17.根据权利要求16所述的光感测模块，其特征在于，以所述反射层的总重为100重量百分比，所述紫外光反射填料的含量为40重量百分比以上。
18.根据权利要求12所述的光感测模块，其特征在于，所述反射层设置于所述承载面及所述内环侧表面上。
19.根据权利要求1所述的光感测模块，其特征在于，所述光感测模块应用于一紫外光传感器。
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR102519070B1 (ko) * | 2022-07-11 | 2023-04-07 | 주식회사 루트센서 | 광센서 및 이를 포함하는 전자 장치 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030080341A1 (en) * | 2001-01-24 | 2003-05-01 | Kensho Sakano | Light emitting diode, optical semiconductor element and epoxy resin composition suitable for optical semiconductor element and production methods therefor |
| JP2005216384A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Sharp Corp | 光ピックアップ装置 |
| JP2005247661A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Works Ltd | シリカエアロゲル、シリカエアロゲルの製造方法、及び素粒子検出装置 |
| CN101022139A (zh) * | 2006-02-15 | 2007-08-22 | 财团法人工业技术研究院 | 光感测元件及其制法 |
| CN102017167A (zh) * | 2008-04-29 | 2011-04-13 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 具有波长转换体的光检测器 |
| US20110162711A1 (en) * | 2008-06-06 | 2011-07-07 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | Wavelength-converting composition and photovoltaic device comprising layer composed of wavelength-converting composition |
| CN104332524A (zh) * | 2014-08-26 | 2015-02-04 | 日月光半导体制造股份有限公司 | 电子装置、光学模块及其制造方法 |
| US20150102374A1 (en) * | 2012-05-21 | 2015-04-16 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelectronic component and method for producing it |
| CN205911310U (zh) * | 2016-07-18 | 2017-01-25 | 研晶光电股份有限公司 | 光源模块 |
| WO2018047757A1 (ja) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | 住友化学株式会社 | 波長変換材料含有シリコーン樹脂組成物および波長変換材料含有シート |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4096387A (en) * | 1976-12-09 | 1978-06-20 | Rca Corporation | Ultraviolet radiation detector |
| JP4211359B2 (ja) * | 2002-03-06 | 2009-01-21 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US20110120554A1 (en) * | 2008-03-27 | 2011-05-26 | Rensselaer Polytechnic Institute | Ultra-low reflectance broadband omni-directional anti-reflection coating |
| DE102011009819A1 (de) * | 2011-01-31 | 2012-02-16 | Mitsubishi Polyester Film Gmbh | Biaxial gestreckte Polyesterfolie mit einem hohen Cyclohexandimethanolanteil und einem sekundären Diolanteil sowie einem primären und sekundären Dicarbonsäureanteil sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
| WO2016013625A1 (ja) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | リンテック株式会社 | 硬化性組成物、硬化性組成物の製造方法、硬化物、硬化性組成物の使用方法、及び光デバイス |
| US9716190B2 (en) * | 2015-03-23 | 2017-07-25 | Sii Semiconductor Corporation | Optical sensor device and method of manufacturing optical sensor device |
| TWI840501B (zh) * | 2019-02-21 | 2024-05-01 | 日商索尼半導體解決方案公司 | 崩潰光二極體感測器及測距裝置 |
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-
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- 2021-11-03 US US17/517,750 patent/US20220149214A1/en active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030080341A1 (en) * | 2001-01-24 | 2003-05-01 | Kensho Sakano | Light emitting diode, optical semiconductor element and epoxy resin composition suitable for optical semiconductor element and production methods therefor |
| JP2005216384A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Sharp Corp | 光ピックアップ装置 |
| JP2005247661A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Works Ltd | シリカエアロゲル、シリカエアロゲルの製造方法、及び素粒子検出装置 |
| CN101022139A (zh) * | 2006-02-15 | 2007-08-22 | 财团法人工业技术研究院 | 光感测元件及其制法 |
| CN102017167A (zh) * | 2008-04-29 | 2011-04-13 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 具有波长转换体的光检测器 |
| US20110162711A1 (en) * | 2008-06-06 | 2011-07-07 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | Wavelength-converting composition and photovoltaic device comprising layer composed of wavelength-converting composition |
| US20150102374A1 (en) * | 2012-05-21 | 2015-04-16 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelectronic component and method for producing it |
| CN104332524A (zh) * | 2014-08-26 | 2015-02-04 | 日月光半导体制造股份有限公司 | 电子装置、光学模块及其制造方法 |
| CN205911310U (zh) * | 2016-07-18 | 2017-01-25 | 研晶光电股份有限公司 | 光源模块 |
| WO2018047757A1 (ja) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | 住友化学株式会社 | 波長変換材料含有シリコーン樹脂組成物および波長変換材料含有シート |
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