CN115831934A - 光学漫射器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及光学漫射器。本说明书涉及一种光学漫射器，包括第一层和第二层，第一层具有形成于其中的导电轨道，第二层具有置于其上的第一层，并且具有至少两个导电柱，导电柱形成于第二层中并且跨第二层的整个厚度延伸。第二层包括至少一个第一区域，该第一区域位于导电轨道下方，该第一区域不包括柱。

Description

光学漫射器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年8月26日提交的题为“Diffuseur optique”的法国专利申请号FR2108931的优先权，其在此通过引用以法律允许的最大程度并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及电子和光学系统和器件。本发明更具体地应用于防止静电放电的电子和光学器件，并且尤其是防止静电放电的光学漫射器。

背景技术

大多数电子器件以及电子和光学器件或电光器件可能被静电放电损坏。

光学漫射器是使能以漫射来自光源的光的光学器件，并且在某些情况下可以包括电子组件，并且因此是电光器件。

需要克服已知光学器件的全部或部分缺点。

发明内容

需要用于更好地防止静电放电的电子器件和光学器件。

需要用于更好地防止静电放电的光学漫射器。

一个实施例克服了已知光学漫射器的全部或部分缺点。

一个实施例提供了一种光学漫射器，该光学漫射器包括：

第一层，具有形成于其中的导电轨道；以及

第二层，第二层具有位于其上的第一层，并且第二层具有在其中形成的、跨所述第二层的整个厚度上延伸的至少两个导电柱，第二层包括至少一个第一区域，该至少一个第一区域位于所述导电轨道下方并且不包括柱。

根据一个实施例，所述第一区域位于所述导电轨道下方并且还在所述导电轨道的周向处延伸。

根据一个实施例，所述第一区域在所述导电轨道下方并且离所述导电轨道处于1.2μm的最大距离。

根据一个实施例，所述柱的每个柱被内接在直径从100至500nm范围内的直圆柱体内。

根据一个实施例，所述柱被布置在光栅中并且通过一跨距彼此被隔开。

根据一个实施例，跨距大于或等于400nm。

根据一个实施例，(多个)所述柱由材料制成，材料选自包括以下各项的组：非晶硅、多晶硅和具有与第二层的材料的光学指数不同的光学指数的任何其它材料。

根据一个实施例，导电轨道包括由第一材料制成的导电部分，该导电部分被由第二材料制成的封装层包围。

根据一个实施例，导电部分具有从200至400nm的范围内的宽度。

根据一个实施例，导电部分具有320nm的宽度。

根据一个实施例，封装层具有在从400至800nm的范围内的宽度。

根据一个实施例，封装层具有大约570nm的宽度。

根据一个实施例，第一材料被选自包括以下各项的组：铜和铟锡氧化物。

根据一个实施例，第二材料是氮化硅。

另一实施例提供了一种制造前述光学漫射器的方法。

附图说明

前述特征和优点以及其他特征和优点将在以下具体实施例的描述中参考附图以说明而非限制的方式给出，在附图中：

图1示出了光学漫射器的一个实施例的简化顶视图；

图2示意性地示出了图1的实施例的部分的截面图；以及

图3示意性地示出了图1的实施例的部分的顶视图。

具体实施方式

在各个附图中，相同的特征由相同的附图标记表示。特别地，在各个实施例中共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记并且可以设置相同的结构、尺寸和材料特性。

为了清楚起见，已经详细地图示和描述了针对理解本文描述的实施例有用的步骤和元件。特别地，下文不详细描述光学漫射器的操作，所描述的实施例具有类似于普通光学漫射器的操作。

除非另有说明，当提及被连接在一起的两个元件时，这表示除了导体之外没有任何中间元件的直接连接，并且当提及被耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以被连接或者它们可以经由一个或多个其它元件被耦合。

在以下公开中，除非另有说明，当提及绝对位置限定词时，诸如术语“前”、“后”、“顶”、“底”、“左”、“右”等，或提及相对位置限定词时，诸如术语“上”、“下”、“上面的”、“下面的”等，或提及取向限定词时，诸如“水平”、“垂直”等，是指图中所示的取向。

除非另有说明，表述“约”、“大概”、“基本上”和“大约”表示在10％以内，并且优选在5％以内。

图1是光学漫射器100的实施例的简化顶视图。

光学漫射器100被具有漫射光的特征的矩形板110形成。板110包括被布置在光栅中的多个导电柱(图1中未示出)，并且使能以漫射光。板110结合图2被进一步详细描述。板110的有源区位于板110的中心处，并且被用虚线101表示。

光学漫射器100进一步包括用于监测漫射器100的完整性的器件，该器件由导电轨道120(例如金属轨道)，以及使能以将金属轨道连接到用于监测光学漫射器的电路(图1中未示出)的连接焊盘121IN和1210UT形成。根据示例，监测电路位于独立于光学漫射器100的另一印刷电路芯片或卡的内部和/或独立于光学漫射器100的另一印刷电路芯片或卡的顶部。根据示例，监测电路是读出电路和/或包含读出电路。

轨道120被用来检验光学漫射器100的完整性，并且被放置以覆盖板110的表面的大部分。更具体地，轨道120从被布置在板110的第一拐角(例如，图1中的右上角)中的一个连接焊盘(例如，焊盘121IN)开始，并且在被布置在与第一拐角121IN相对的第二拐角(例如，图1中的左下角)中的第二连接焊盘(例如，焊盘1210UT)的水平处结束。为了覆盖板110的最大可能空间，轨道120例如以线圈的形式被布置在板110上，或者例如以如图1所示的人字形线圈的形式被布置。根据目标应用，使轨道120的形状适应期望监测的精确度将在本领域技术人员的能力范围内。

轨道120和焊盘121IN和121OUT的简化操作如下。监测电路将电流从一个连接焊盘(例如焊盘121IN)发送到轨道120中，并且一直穿过它到达另一个焊盘(例如焊盘121OUT)。如果光学漫射器100已被物理损坏，则轨道121当然也已被损坏。换句话说，漫射器100的板110中的裂纹将在轨道120中生成裂纹，这将防止其传导电流。第二连接焊盘(例如焊盘1210UT)不接收电流，因此使能监测电路以从中推断出漫射器100已经被损坏。由此，通过连接焊盘121IN和121OUT，监测电路检测关于漫射器100的完整性的问题。

图2是结合图1描述的光学漫射器100的一个实施例的有源区的一部分的示意性简化截面图。

如前所提及，光学漫射器100由具有漫射光的特征的板110和导电轨道120形成。

实际上，光学漫射器100是层堆叠，其至少包括：

形成板110的第一层201；

其中形成有轨道120的第二层202，第二层202置于第一层201的顶部上并且例如与第一层201接触；以及

第三层203置于第二层202的顶部上，并且例如与第二层202接触。

第一层201是非导电材料的层，例如二氧化硅。根据一个实施例，第一层201包括其中形成有柱光栅204的区域201P，以及其中没有形成柱的另一区域201N(例如，包括没有任何柱的非导电材料)。每个柱204延伸穿过层201的整个厚度，并且具有在从500nm至1.2μm的范围内的长度，例如，大约650nm。柱204具有被内接在圆柱体内的形状，但也可以是圆柱形。柱204具有不同的直径，这使能以限定层201的光漫射特性。柱204具有在从100至500nm范围内的直径，并且通过大于或等于400nm的跨距彼此被隔开。柱204由材料制成，材料选自包括以下项的组：非晶硅、多晶硅和具有与层201的材料的光学指数不同的光学指数的任何其它材料。第一层201的剩余部分由非导电材料制成，诸如二氧化硅。

第二层202是非导电材料层，例如二氧化硅，其中形成有导电轨道120。第二层202具有在从200nm至1.5μm的范围内的厚度，例如大约730nm。轨道120被导电材料制成，例如金属或金属合金。根据一个示例，轨道120可以由多种材料制成，例如，形成轨道120的导电部分的第一材料和针对轨道120形成封装层的第二材料(图2中未示出，但在图3中示出)。轨道120的封装层可以例如使能以阻止原子从导电部分的材料漫射到其中形成有轨道120的层的材料中。根据实施例的一个示例，轨道120的导电部分由金属或金属合金制成，更具体地，由铜制成。根据另一示例，轨道120的导电部分由氧化铟锡(ITO)制成，或由对发送由光学漫射器100接收的光的光源透明的任何其它导电材料制成。根据实施例的示例，封装层的材料是氮化硅(SiN)。根据实施例，不包括导电柱的层201的区域210N位于导电轨道120下方。换句话说，没有导电柱被布置在导电轨道120下方。根据实施例，区域201N在导电轨道的靠近周向处延伸，这在图3中详细示出。实际上，发明人已经表明，被布置在导电轨道下方或在周向处的柱204可能有利于静电放电的发生。

第三层203是用作漫射器100的机械支撑的透明层，例如玻璃层。第二层203具有在从250至350μm的范围内的厚度。

图3是光学漫射器100的有源区的部分的顶视图。

在图3的实施例中，导电轨道120由导电部分301和封装层302形成，导电部分301为由第一材料制成的中心带或芯，封装层302由第二材料制成，在图3中形成横向带，但完全覆盖导电部分301。例如，导电部分301通过封装层302与第二层202被隔开。根据示例，导电部分301具有在从200到400nm的范围内的宽度，例如大约320nm。封装层302具有在400到800nm的范围内的宽度，例如大约570nm。

此外，在图3的实施例中，柱204被布置在距导电轨道120一距离处，例如，在大于或等于1.2μm的距离d处。换言之，区域201N在顶视图中具有与轨道120的形状相似的形状，但是具有比轨道120更大的宽度。换句话说，柱204与直接位于导电轨道120下方的第一层201的部分横向被隔开大于或等于1.2μm的距离d。

该实施例的优点在于其能够减少由静电放电引起的损坏。

该实施例的另一优点在于，制造该实施例的方法与制造光学漫射器的方法相同，其中第一层包括区域210P，即包括被布置在第一层的整个表面上的导电柱的光栅。与制造普通光学漫射器的方法相比，制造本文描述的实施例的方法简单地包括一个掩模步骤。

各种实施例和变型已经被描述。本领域技术人员将理解，这些各种实施例和变型的某些特征可以被组合，并且本领域技术人员将想到其它变型。

最后，基于以上给出的功能指示，所描述的实施例和变型的实际实现在本领域技术人员的能力范围内。

光学漫射器(100)可以被概括为包括其中形成有导电轨道(120)的第一层(202)；以及第二层(201)，第二层(201)具有置于在其上的所述第一层(202)，并且具有在其中形成的、跨所述第二层(201)的整个厚度延伸的至少两个导电柱(204)，第二层(202)包括至少一个第一区域(201N)，至少一个第一区域位于所述导电轨道(120)下方，至少一个第一区域不包括柱。

第一区域(201N)可以位于所述导电轨道(120)下方并且还可以在所述导电轨道(120)的周向处延伸。

第一区域(201N)可以在所述导电轨道迹(120)下方并且距所述导电轨道迹(120)处于最大距离1.2μm。

柱(204)的每个柱可以被内接在具有从100至500nm的直径的直圆柱体内。

柱(204)可以被布置在光栅中并且通过一跨距彼此被隔开。

跨距可以大于或等于400nm。

柱(204)可以被材料制成，材料选自包括以下各项的组：非晶硅、多晶硅和具有与第二层(201)的材料的光学指数不同的光学指数的任何其它材料。

导电轨道(120)可以包括由第一材料制成的导电部分(301)，该导电部分(301)被由第二材料制成的封装层(302)包围。

导电部分(301)可以具有从200至400nm范围内的宽度。

导电部分(301)可以具有大约320nm的宽度。

封装层(302)可以具有在400和800nm之间的范围的宽度。

封装层(302)可以具有大约570nm的宽度。

第一材料可以被选自包括以下各项的组：铜和铟锡氧化物(ITO)。

第二材料可以是氮化硅。

一种制造光学漫射器(100)的方法可以被概括为包括：

形成第一层(202)，第一层中形成有导电轨道(120)；以及

形成第二层(201)，第二层具有位于其上的第一层(202)，并且具有在其中形成的、跨所述第二层(201)的整个厚度延伸的至少两个导电柱(204)，第二层(202)包括至少一个第一区域(201N)，至少一个第一区域位于导电轨道(120)下方，至少一个第一区域不包括柱。

上述各种实施例可以被组合以提供另外的实施例。根据上述详细描述，可以对实施例进行这些和其它改变。通常，在以下权利要求中，所使用的术语不应该被解释为将权利要求限制到在说明书和权利要求中公开的特定实施例，而是应该被解释为包括所有可能的实施例以及这些权利要求被授权的等同物的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。

Claims (20)

1.一种光学漫射器，包括：

第一层，具有导电轨道；以及

第二层，所述第一层在所述第二层上，所述第二层具有跨所述第二层的整个厚度延伸的至少两个导电柱，所述第二层包括至少一个第一区域，所述至少一个第一区域位于所述导电轨道下方并且不包括柱。

2.根据权利要求1所述的光学漫射器，其中所述第一区域位于所述导电轨道下方并且沿所述导电轨道的周向延伸。

3.根据权利要求1所述的光学漫射器，其中所述第一区域在所述导电轨道下方，并且在距所述导电轨道1.2微米的最大距离处。

4.根据权利要求1所述的光学漫射器，其中所述柱中的每个柱被内接在直圆柱体内，所述直圆柱体具有在从100至500纳米范围内的直径。

5.根据权利要求1所述的光学漫射器，其中所述柱被布置在光栅中并且通过一跨距彼此隔开。

6.根据权利要求5所述的光学漫射器，其中所述跨距大于或等于400纳米。

7.根据权利要求1所述的光学漫射器，其中所述柱由选自材料组的材料制成，所述材料组包括以下项：非晶硅、多晶硅、和具有与所述第二层的材料的光学指数不同的光学指数的材料。

8.根据权利要求1所述的光学漫射器，其中所述导电轨道包括由第一材料制成的导电部分，所述导电部分被由第二材料制成的封装层包围。

9.根据权利要求8所述的光学漫射器，其中所述导电部分具有从200至400纳米的范围内的宽度。

10.根据权利要求8所述的光学漫射器，其中所述导电部分具有大约320纳米的宽度。

11.根据权利要求8所述的光学漫射器，其中所述封装层具有范围在400和800纳米之间的宽度。

12.根据权利要求8所述的光学漫射器，其中所述封装层具有大约570nm的宽度。

13.根据权利要求8所述的光学漫射器，其中所述第一材料选自包括以下项的材料组：铜和铟锡氧化物。

14.根据权利要求8所述的光学漫射器，其中所述第二材料是氮化硅。

15.一种制造光学漫射器的方法，所述方法包括：

形成第一层；

在所述第一层中形成导电轨道；

形成第二层，所述第一层在所述第二层上；以及

在所述第二层中形成至少两个导电柱，所述柱跨所述第二层的所述整个厚度延伸，所述第二层包括至少一个第一区域，所述至少一个第一区域位于所述导电轨道下方并且不包括柱。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二层包括具有第一光学指数的第一材料，并且所述柱包括与所述第一材料不同的、具有第二光学指数的第二材料。

17.一种光学漫射器，包括：

第一层，所述第一层具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；

多个导电柱，所述多个导电柱在所述第一层中并且从所述第一层的所述第一表面延伸到所述第一层的所述第二表面，所述多个导电柱通过所述第一层的部分彼此隔开；

在所述第一层的所述第二表面上的第二层；以及

导电轨道，在所述第二层中并且通过所述第二层与所述第一层的所述第二表面隔开，所述导电轨道直接覆盖所述第一层的所述部分。

18.根据权利要求17所述的光学漫射器，其中所述导电轨道包括导电芯和在所述导电芯上的封装层。

19.根据权利要求17所述的光学漫射器，其中所述多个导电柱中的每个导电柱与所述第一层的所述部分中的至少一个部分被隔开大于或等于1.2微米的距离。

20.根据权利要求17所述的光学漫射器，进一步包括：

在所述第二层上的透明层，所述导电轨道与所述透明层通过所述第二层被隔开。

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