CN208093578U - 感测装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及感测装置,其包括:基板;发光部,形成在所述基板上,用于照射光信号;受光部,形成在所述基板上,用于接收由所述发光部照射并被对象物体反射的光信号,所述受光部是配置成围绕所述发光部的光电二极管。本实用新型涉及的感测装置能够增加接收灵敏度,缩小受光部与发光部之间的距离,因此能够简化感测装置的结构,并减少损失。

Description

感测装置
技术领域
本实用新型涉及感测装置,其包括:基板;发光部,形成在所述基板上,用于照射光信号;受光部,形成在所述基板上,用于接收由所述发光部照射并被对象物体吸收或反射的光信号,所述受光部是配置成围绕所述发光部的光电二极管。
背景技术
在智能终端、移动电话、显示屏、电视机等多种电子设备的触摸面板中所用的传感器有多种,最近,利用包括用于发光的发光部和用于感测光的受光部的光传感器,实现多种功能。
特别是,当接收光能时,光电二极管将光能转换为电能,执行与用于将电能转换成光能的发光二极管相反的功能。光电二极管的特点是响应速度快,灵敏度波长宽,光电流的线性度良好,正在持续进行将其广泛用于电子产品器件中的研究。
然而,在现有的光电二极管中,受光部和发光部通过隔壁而被分离,受光部偏向一侧区域,从而导致光信号的接收灵敏度偏差。
另外,在现有的光电二极管中,硅系光电二极管在应用面积和形状控制上存在限制,需要发光部和受光部之间的空间分离,并由于发光部和受光部之间的距离长,导致光信号的损失。
发明内容
所要解决的技术问题
为了消除上述现有的光电二极管的缺点,本实用新型的目的在于提供一种感测装置,将现有的接近传感器的偏置的受光区域以光源为基准扩展到整个区域,通过增加受光部的面积来能够提高接收灵敏度。
另外,本实用新型的目的在于提供一种感测装置,缩小发光部和受光部之间的距离,以位于预设距离以内。
另外,本实用新型的目的在于提供一种感测装置,将受光部和发光部构成为垂直一体式结构,并且在受光部形成包括多个受光图案的透光区域,以使由发光部照射的第一光信号通过。
本实用新型要解决的技术问题不限于上述提及的技术问题,在本领域技术人员由以下说明的内容显而易见的范围内,可以包括各种技术问题。
解决技术问题的方案
为了解决上述问题,本实用新型的一实施例涉及的感测装置包括:基板;发光部,形成在所述基板上,用于照射光信号;受光部,形成在所述基板上,用于接收由所述发光部照射并被对象物体吸收或反射的光信号,所述受光部可以是配置成围绕所述发光部的有机薄膜光电二极管。
另外,本实用新型的一实施例涉及的感测装置还可以包括形成在所述受光部与所述基板之间的遮光层。
另外,本实用新型的一实施例涉及的感测装置还可以包括用于形成能够配置所述发光部或所述受光部的空间的隔壁。
另一方面,本实用新型的一实施例涉及的感测装置包括基板;盖基板,形成在所述基板上;发光部,形成在所述基板上,用于向所述盖基板照射光信号;受光部,形成在所述盖基板上,当由所述发光部照射的光信号被所述盖基板上的对象物体吸收或反射时,接收所述被吸收或反射的光信号,所述受光部可以包括能够使所述发光部照射的光信号通过的通过区域。
另外,在本实用新型的一实施例涉及的感测装置中,所述发光部用于对对象物体照射第一光信号,所述受光部用于接收被所述对象物体吸收或反射的第二光信号,所述对象物体位于所述受光部上,所述受光部可以是有机薄膜光电二极管,其包括能够使所述第一光信号通过的透光图案以及用于接收所述第二光信号的受光图案。
另外,在本实用新型的一实施例涉及的感测装置中,所述受光图案可以包括隔开的多个图案块。另外,所述受光图案的图案形状可以是随机的或伪随机的。
并且,在本实用新型的一实施例涉及的感测装置中,所述受光部可以包括:第一电极,层叠在所述基板上;活化层,层叠在所述第一电极上;第二电极,层叠在所述活化层上;以及缓冲层,层叠在所述活化层以及所述第一电极之间。
另外,在本实用新型的一实施例涉及的感测装置中,所述受光部被划分成几个区域,并将接收被吸收或反射的光信号的区域的区域信息传输到控制部。
另外,在本实用新型的一实施例涉及的感测装置中,所述受光部的中心轴与所述发光部的中心轴可以相同。
有益效果
本实用新型的一实施例的感测装置可以增加接收灵敏度,由于缩小受光部与发光部之间的距离,因此还具有缩小光距的效果,由此简化感测装置的结构,并减少损失。
另外,本实用新型的感测装置以有机光电二极管或有机薄膜光电二极管形成受光部,能够设计没有面积和形状的限制的受光部的结构。特别是,过去是在硅晶片上分别安装制作光电二极管模块,而有机薄膜光电二极管由于可以通过印刷工艺在基板上一次性形成,所以能够缩短制作时间,并简化工艺。
另外,本实用新型的感测装置以受光部围绕发光部的形式形成,受光部的面积增大,从而放大接收到的光信号。
另外,本实用新型的感测装置将圆形受光部划分为几个区域,并且将感测到光信号的受光部区域的位置发送到控制部,还可以用作手势传感器。
另一方面,本实用新型的另一实施例的感测装置通过分离受光部和发光部的空间,可以具有光距缩小效果,从而可以简化感测装置的结构,并降低损失。
另外,本实用新型的感测装置使发光部、受光部、树脂层、盖基板形成一体,并缩小发光部和受光部之间的距离,从而可以缩短反应时间。
另外,本实用新型的感测装置的受光部包括透光图案和受光图案,所述透光图案可以使由发光部照射的第一光信号通过,所述受光图案接收被对象物体吸收或反射的第二光信号,发光部和受光部形成为垂直结构,从而提高感测反应速度。
另外,本实用新型的感测装置仅使受光部的受光图案呈网眼状、隔开的多个图案块形状等的受光部的一部分接收被对象物体吸收或反射的第二光信号,并且使由发光部照射的第一光信号通过受光部的其余一部分,从而可以在不需要对受光部自身实施切割或蚀刻等额外工艺的情况下提高感测反应速度。
另一方面,本实用新型的感测装置由于受光部感测从发光部发生后被手指或手掌等身体的血管吸收/反射的光,能够用作用于测定心律的心律传感器 (PPG sensor;photo-plethysmography sensor)。
附图说明
图1a、图1b、图1c是示出现有发明的感测装置的结构图。
图2是本实用新型的感测装置受光部由有机薄膜光电二极管构成的示例图。
图3是示出本实用新型的一实施例涉及的感测装置的结构图。
图4a、图4b是垂直俯视本实用新型的一实施例涉及的感测装置的发光部和受光部的示例图。
图5是示出本实用新型的另一实施例涉及的感测装置的结构图。
图6是垂直俯视本实用新型的另一实施例涉及的感测装置的发光部和受光部的示例图。
图7是示出本实用新型的另一实施例涉及的感测装置的结构图。
图8是将本实用新型的另一实施例涉及的感测装置的受光部划分成几个区域的示例图。
图9是示出本实用新型的又一实施例涉及的感测装置的结构图。
图10a、图10b、图10c、图10d是示出本实用新型的又一实施例涉及的形成在感测装置的受光部上的受光图案的多个实施例的示例图。
图11是示出本实用新型的又一实施例涉及的感测装置的受光部被划分成几个区域并且控制部判断感测区域的结构的示例图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细说明本实用新型涉及的“感测装置”。提供实施例,以使本领域技术人员容易理解本实用新型的技术思想,本实用新型不限于上述实施例。另外,附图中示出的内容是为了易于说明本实用新型的实施例而图式化的图,可以不同于实际实现的状态。
另一方面,下面描述的各个结构部仅仅是用于实现本实用新型的示例。因此,在本实用新型的其他实施方式中,在不脱离本实用新型的思想以及范围的情况下,能够使用其他结构部。
另外,“包括”某构成要素的表达为“开放式”表达,仅指存在相应的构成要素,不应被理解为排除附加的构成要素。
另外,诸如“第一、第二”等的表达是仅用于区分多个结构的表达,不限定多个结构之间的顺序或其他特征。
在实施例的说明中,各层(膜)、区域、图案或结构形成在基板、各层(膜)、区域、片材或图案“之上(on)”或“之下(under)”的记载包括直接(directly) 或介入其他层形成的全部情形。对于各层之上或之下的基准将以附图为基准进行说明。
当描述某一部分“连接”到另一部分时,它不仅包括“直接连接”的情形,还包括中间隔着其他部件的“间接连接”的情形。而且,当描述某一部分“包括”某一构成要素时,这意味着只要没有特别相反的记载,就不排除其他构成要素,还可以包括其他构成要素。
图1a、图1b、图1c是示出现有的感测装置的结构图。
参照图1a,现有的感测装置在PCB基板上以散装形式安装(mounting) 发光部和受光部以后,覆盖盖基板,以组装方式形成。另一方面,通常,在感测装置制造工艺中,在PCB基板与盖基板之间产生空间,如图1a所示,在发光部130或受光部140与盖基板120之间存在间隙(Air gap)142。然而,这种间隙导致从发光部照射到受光部的光的路径,即感测距离增加,由此降低感测装置的精确度,并且感测装置消耗大量的驱动电力。
特别是,从发光部照射的光可以通过各种路径到达受光部,如上所述,当在PCB基板和盖基板之间存在间隙时,被所述盖基板的下表面反射的光也可以到达受光部。沿着该路径到达受光部的光是被称为串扰的噪声信号(图1 的虚线箭头),不同于被对象物体反射后到达受光部的光,相当于在感测时应当排除的信号。
另外,参照1b、图1c,现有的感测装置采用将盖基板与受光部以薄膜形式形成一体的感测装置,或者采用在受光部上形成遮光层以阻挡从发光部输入的噪声的感测装置。
然而,在现有的感测装置中,现有的硅系光电二极管在应用面积和形状控制上存在限制,需要发光部和受光部之间的空间分离,由于发光部和受光部之间的距离长,因此导致光信号的损失。
本实用新型的感测装置可以包括基板210、310、410、发光部230、330、 430、受光部240、340、440。
基板210、310、410是形成有可以变更布线的电路的板,可以包括由能够在绝缘板表面形成导体图案的绝缘材料制成的印刷板、线路板以及绝缘板。另外,能够形成受光部240、340、440的透明基板可以包含于基板210、310、 410的一部分中,也可以在基板210、310、410上形成单独的透明基板层,以便配置受光部。
所述基板210、310、410或透明基板可以是刚性(rigid)或柔性(flexible)。例如,所述基板可以包括玻璃或塑料。具体而言,所述基板可以包括钠钙玻璃(soda lime glass)或铝硅酸盐玻璃等的化学钢化/半钢化玻璃,或者可以包括聚酰亚胺(Polyimide,PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚丙二醇(propylene glycol,PPG)、聚碳酸酯(PC)等钢化或柔性塑料,或者可以包括蓝宝石。
另外,所述基板或透明基板可以包括光学各向同性膜。作为一例,所述基板可以包括环烯烃共聚物(Cyclic Olefin Copolymer,COC)、环烯烃聚合物 (Cyclic OlefinPolymer,COP)、光学各向同性聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、光学各向同性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。
另外,所述基板或透明基板可以弯曲成部分具有曲面。即,基板可以弯曲成部分具有平面,部分具有曲面。具体而言,所述基板可以弯曲成末端具有曲面,或者可以弯曲或折曲成具有随机曲率的表面。
另外,所述基板或透明基板可以是具有柔软特性的柔性(flexible)基板。另外,所述基板或透明基板可以是弧形(curved)基板或弯曲(bended)基板。
另一方面,本实用新型的基板210、310、410或透明基板可以由PCB(印刷电路板;printed circuit board)或陶瓷基板形成。此时,PCB基板根据电路设计将连接电路部件的电线表示为布线图,并且可以在绝缘层上再现电导体。另外,可以形成用于搭载电子部件并将它们电路连接中的配线,并且可以机械地固定除了电连接功能以外的多个部件。
另外,本实用新型的感测装置还可以包括盖基板。盖基板形成在基板上,并且可以接收用户的触摸信号或心律信号等各种输入信号。这种盖基板可以直接形成在基板210、310、410上,也可以在盖基板和基板之间包括发光部、受光部、其他各种半导体器件等感测装置所需的部件。
另外,盖基板可以由形成在基板210、310、410上的额外的隔壁支撑并固定。此时,隔壁可以阻挡由发光部照射的光直接到达受光部,并且作为另一用途,隔壁也可以位于所述基板和所述盖基板之间,形成能够配置所述发光部或所述受光部的空间。
发光部230、330、430形成在基板上,用于照射光信号。此时,发光部几乎向所有方向照射光,并且如此照射的光被存在于盖基板上的对象物体反射。此时,发光部可以是发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、红外线发光二极管(Infrared Emitting Diode)、激光二极管(Laser Diode)中的一个。
另外,发光部230、330、430从感测装置包括的电子设备接收电力,并发射特定波长的光,为了根据需要来改变所照射的光信号的波长,可以使用各种材料。
受光部240、340、440形成在基板或透明基板上,当由发光部照射的光信号被对象物体吸收或反射时,接收被吸收或反射的光信号。此时,受光部 240、340、440接收所述被吸收或反射的光信号,并产生光电流信号。此时,受光部240、340、440可以由光电二极管(Photodiode)、光电倍增管、光电晶体管(Phototransistor)中的一个来实现。特别是,受光部240、340、440 优选由有机薄膜光电二极管形成。当受光部材料由有机薄膜光电二极管制成时,可以不受面积和形状的限制地设计受光部的结构。
有机薄膜光电二极管基于有机材料,是可以取代光电探测器的器件。这种有机薄膜光电二极管提高照相机等电子设备的光敏度,并且可以在研究是否能以均匀的颜色进行显示时所使用。另外,与无机物质相比,有机薄膜光电二极管非常轻,生产成本低,并且可用于柔性应用领域。
有机材料特别是根据其材质仅在特定的波长区域(例如,红光、绿光、蓝光等)可以具有灵敏性,因此,通过选择适合使用场所的材料可以调节光学传感器的光谱灵敏度。另外,具有从紫外线(UV)到红外线(IR)的吸收光谱良好,光生成率(Photogeneration yield)高,与无机材料相比,通过相对较低温度的工艺能力,能够适应几乎所有的基板工艺等许多优点。
另外,本实用新型的发光部230、330、430或者受光部240、340、440 形成为紧贴基板或透明基板。此时,作为优选实施例,所述受光部240、340、 440可以形成为以薄膜形式紧贴在基板或透明基板的上表面或下表面。作为受光部240、340、440形成在基板210、310、410的上表面上的一实施例,根据通过烧制工艺烧结膏状物质的方式,可以使所述受光部240、340、440形成在基板210、310、410的上表面上。
更具体而言,通过使用真空沉积法、CVD法、印刷法中的至少一种方法,可以将受光部形成为紧贴所述基板的上表面。当通过使用真空沉积或图案化等在基板上形成非常薄的膜时,可以使盖基板和基板之间的间隙最小化,减小包括传感器的电子设备自身的厚度,并且可以减轻重量。
当受光部240、340、440被形成为紧贴基板210、310、410时,由于拉近与盖基板上的对象物体的感测距离,因此可以增加受光部240、340、440 的灵敏度(sensitivity)。另外,由于可以以与现有的感测装置相同的驱动电压提高感测效率,因此可以以低驱动电压实现与现有的感测装置相同的性能。
图2是本实用新型的感测装置受光部由有机薄膜光电二极管构成的示例图。当受光部由有机薄膜光电二极管构成时,与现有的受光部相比,可以具有更薄的厚度,并且面积小于现有的受光部也可以实现高效率的受光部。
参照图2,由有机薄膜光电二极管构成的受光部240、340、440可以包括层叠在所述基板上的第一电极245、活化层244、第二电极243、247,并且还可以包括层叠在活化层与第一电极之间的缓冲层246或层叠在第二电极上的保护层242。优选受光部240、340、440层叠在形成有发光部的基板210、310、 410上,但是可以在基板210、310、410上形成单独的透明基板241后,形成受光部的第一电极、活化层、缓冲层、第二电极、保护层。此时,有机薄膜光电二极管形成方法在基板上形成第一电极,经过表面处理以后,形成缓冲层和活化层,并形成第二电极。
另外,第二电极243、247可以由一个电极形成,也可以包括第一子电极 243、第二子电极247。此时,第一子电极243可以与第一电极245一同形成在玻璃上,第二子电极247可以连接到第一子电极243以起到电极的作用,同时,起到保护第一子电极243免受氧化/腐蚀等的作用。另外,此时,第二子电极可以形成为包含第一子电极243和第二子电极247之间的功函数差大的物质,第一子电极243可以使用LiF形成,第二子电极247可以使用钙(Ca)、铝(Al)等物质形成。
首先,设计ITO图案并制作掩模以在基板或玻璃(Glass)上形成第二电极245。ITO(Indium Tin Oxide)是指氧化铟锡,是通常使用的导电透明电极。这种ITO是在可见光区域显示透光区域,在红外线区域中反射特性优异并且具有低电阻的氧化物。另外,在ITO图案化中,可以使用激光打印(Laser Writer) 图案化和掩模(Mask)图案化的方法。
然后,清洁第一电极245的表面并进行亲水处理。此时,可以使用丙酮和酒精进行清洁,并且可以进行等离子体(Plasma)处理以确保涂布性。此时, i)对于混合了洗涤剂(detergent)与蒸馏水的溶液进行超声(sonication)处理;ii)在丙酮(Acetone)溶液中加热(heating);iii)在IPA溶液中加热; iv)进行紫外-臭氧(UV-ozone)处理。
另外,可以在第一电极245上形成缓冲层246。缓冲层可以通过在第二电极上涂布聚乙烯二氧噻吩(PolyEthylene DiOxy Thiophene,PEDOT):聚苯乙烯磺酸盐(PolyStyreneSulfonate,PSS)而形成,PEDOT是高导电性的高分子物质,耐热性、耐光性等化学稳定性出色。另外,在形成缓冲层的印刷工艺中可以使用旋涂(Spin Coating)。此时,i)进行旋涂;ii)在热板(Hot Plate) 上进行烘烤(baking)。
然后,可以形成活化层244。此时,合成用于活化层的有机物并涂布活化层。活化层是直接吸收并感测光的层,可以使用旋涂(Spin Coating)、喷墨印刷(Ink Jet Printing)、狭缝模具涂布(Slot Die Coating)等印刷工艺来形成。另外,活化层244可以由芴系高分子物质,也可以使用PC60BM、PC70BM 等各种物质。
此时,i)进行旋涂;ii)在热板上进行烘烤。iii)随后,使用丙酮(Acetone) 除去活化区域以外的部分。当制备活化层溶液时,将P3HT和PC60BM以1/0.7 的重量比溶解在邻二氯苯(1,2-dichlorobenzene,ODCB)中后搅拌。
在形成活化层244以后,可以形成第二电极243、247。可以沉积形成第二电极以制作微电极,沉积时,可以使用阴影掩膜(Shadow Mask)进行沉积,第二电极的材料可以采用Ag、Ca/Ag、Al等能够用于电极的全部材料。然后,可以形成封装的玻璃层。此时,可以使用作为紫外线型树脂的环氧类树脂。另外,如上所述,第一电极243、247可以由一个电极构成,也可以包括第一子电极243和第二子电极247。
当形成第二电极时,i)将LiF层、Al层进行金属沉积(metal deposition); ii)退火(Annealing);iii)在玻璃层上安装隔板(Barrier Sheet)后,在玻璃层上涂抹紫外线树脂(UV resin)后,进行紫外线(UV)处理。另外,当第二电极由第一子电极和第二子电极构成时,第一子电极243可以使用LiF层来形成,第二子电极247可以使用钙(Ca)层或铝(Al)层物质来形成。
此时,第一电极可以用作阳极,第二电极可以用作阴极。另外,所述第一电极和所述第二电极的用于构成电极的材料的功函数差为0.5至1.5eV。用于构成第一电极和第二电极的材料的功函数差越大,效率越高。
图3是示出本实用新型的一实施例涉及的感测装置的结构图。
为了消除现有的光电二极管的缺点,本实用新型的一实施例涉及一种感测装置,其将现有的接近传感器的偏置的受光区域以光源为基准扩展到整个区域,通过增加受光部的面积能够提高接收灵敏度,下面,将参照图3进行详述。
参照图3,本实用新型的一实施例涉及的感测装置包括基板210、发光部230、受光部240,受光部240可以以围绕发光部230的形式形成。此时,由于受光部的面积大于发光部的面积,所以受光部的面积增大并且受光区域扩大,从而可以增加光信号的接收灵敏度。
另外,当使用360度圆形受光部(环形)时,制造过程容易,感测装置的生产性提高。然而,受光部的形状不限于圆形和环形状,只要是受光部围绕发光部,可以是三角形、圆形、四边形、六边形、平行四边形等的多种形状。
另一方面,本实用新型的感测装置还可以包括形成在受光部和基板之间的遮光层260。当观察图3的感测装置时,可以确认受光部240涂覆有该遮光层。这是为了防止从发光部照射的光信号直接接触受光部。这些信号从结果上都是相当于串扰的信号,以后被分类为噪声信号,因此,为了克服上述问题,用遮光层260涂布受光部240的一部分,从源头阻挡来自发光部230的直接光信号。
图4a是垂直俯视本实用新型的一实施例涉及的感测装置的发光部和受光部的示例图。
参照图4a,本实用新型的受光部240、340、440可以位于自发光部230、 330、430的中心轴起预设距离以内。受光部位于自发光部的中心轴起近距离以内,从而可以缩小受光部与发光部之间的距离,因而能够显著缩短反应时间。此时,受光部的中心轴与发光部的中心轴可以相同,也可以在制造工艺中进行设计时设定最有效果的距离,并且按照该距离隔开配置。
另外,如图4a所示,发光部可以形成为圆形,受光部可以形成为环形。图4a相当于从上垂直俯视发光部和受光部的图,发光部的大小可以与受光部的内部空间的大小相同,或者可以大于内部空间的大小,或者小于内部空间的大小。
图4b是将本实用新型的一实施例涉及的感测装置的受光部被划分成几个区域的示例图。
参照图4b,本实用新型涉及的感测装置还可以包括控制部,控制部接收由受光部产生的光电流信号,根据预设条件,可以分析光电流信号。此时,根据包括传感器的电子设备的目的和使用方法,控制部可以对光电流信号进行符合用途的适当分析。
例如,当包括发光部和受光部的传感器是心律传感器时,一旦由发光部照射的光信号被位于盖基板上的手指/手腕/臂腕吸收/反射,则受光部接收被吸收/反射的光信号,根据所接收的光信号的强度,产生光电流。此时,在感测心律信号时所产生的光电流信号根据脉搏而重复强/弱,因此控制部可以根据光电流信号的强弱周期来测量脉搏。控制部可以优选实现为所述基板210上的集成电路(ASIC,Application Specific IntegratedCircuit)的形式。
另外,本实用新型的感测装置的受光部被划分成预设的几个区域,可以将接收到所述被吸收或反射的光信号的区域的区域信息发送到所述控制部,控制部接收所述区域信息,并且可以确认所述受光部的光信号接收位置。此时,当受光部被划分为预设的几个区域时,用户可以通过使用控制部的控制,将受光部划分成适当的形状。例如,可以将四边形、三角形或环形状的受光部分成三个部分,或者可以根据用户的感测装置的使用情况,适当地划分成四个部分、五个部分、两个部分等。
例如,将受光部240划分成预设的区域,可分为受光部上层271、受光部下侧272、受光部左侧273、受光部右侧274。另外,当由发光部230照射的光信号被对象物体反射并且被受光部上层271感测时,将用于表示已被受光部上层感测的区域信息传输到控制部,控制部可以立即确认光信号被受光部上层所接收。
另一方面,图5、图6是示出本实用新型的另一实施例涉及的感测装置的结构图和垂直俯视感测装置的发光部和受光部的示例图。
参照图5和图6,本实用新型的另一实施例涉及的感测装置包括基板310、盖基板320、发光部330、受光部340,受光部可以包括由发光部照射的光信号能够通过的通过区域。通过沿着垂直方向形成受光部和发光部,可以缩小空间,并通过缩短发光部与受光部之间的距离,可以降低光信号的损失。为此,形成中空的通过区域,使得由发光部垂直照射的光信号可以穿过受光部。此时,通过区域可以形成在受光部内部(例如,环形状),也可以形成为挖除受光部的规定部分的形状(例如,新月形状)。
另外,当从基板或盖基板的上表面或下表面观察时,受光部可以被配置为围绕发光部的形状。详细地说,受光部可以具有与发光部重叠的区域。具体而言,受光部区域的一部分或全部可以与发光部的区域重叠。另一方面,受光部区域可以不与发光部区域重叠。具体而言,受光部区域可以存在于发光部区域之外。另外,受光部区域可以形成为与发光部区域的边界线接触。
另一方面,本实用新型的感测装置还可以包括遮光层360。当观察图5的感测装置时,可以确认受光部340涂覆有该遮光层。另外,遮光层起到可以防止由发光部照射的光信号直接接触受光部的作用。
具体而言,根据图5的感测装置,受光部340不仅可以直接接收被对象物体反射的光信号,而且可以直接接收未被反射的、由发光部330照射的光信号,这些信号从结果上都是相当于串扰的信号,以后被分类为噪声信号。为了克服上述问题,用遮光层360涂布受光部340的一部分,从源头上阻挡来自发光部330的直接光信号。
另一方面,受光部340的一部分由遮光层360形成。更具体而言,除了面对盖基板320的表面之外,受光部340的其他表面可以被遮光层360包围。只是,应该理解的是,此时,形成所述受光部340的详细结构中,为了与片材连接而延伸并形成在盖基板320上的电极层区域上,没有涂布遮光层360。
图6是垂直俯视本实用新型的一实施例涉及的感测装置的发光部和受光部的示例图。
参照图6,本实用新型的受光部340可以位于自发光部330的中心轴331 起预设的距离以内。此时,与图6中垂直向下的中心轴331相同,受光部以及发光部的中心轴是指从上垂直俯视基板状态下的中心轴。受光部位于自发光部的中心轴起近距离以内,从而缩小受光部与发光部之间的距离,因而能够显著缩短反应时间。此时,受光部的中心轴与发光部的中心轴可以相同,也可以在制造工艺中进行设计时设定最有效果的距离,并且按照该距离隔开配置。
另外,预设的距离是指自在垂直于发光部的中心轴的方向上设定的距离,并且受光部可以以预设的距离配置在平行于基板的平面上。如后所述,由于受光部形成通过区域,需在使一定部分中空的状态下形成,因此优选隔开规定距离配置。
另外,如图6所示,发光部可以形成为圆形,受光部可以形成为环形状。图6相当于从上垂直俯视发光部和受光部的图,并且发光部的大小可以与受光部的内部空间的大小相同,或者可以大于内部空间的大小,或者可以小于内部空间的大小。另外,受光部不限于环形状,而是可以以所有可能的形状形成。另外,所述受光部的面积大于所述发光部的面积,由于受光部的面积增大,因此具有光信号的接收效率和灵敏度提高的效果。
图7是示出本实用新型的另一实施例涉及的感测装置的结构图。
参照图7,本实用新型的感测装置还可以包括树脂层370。此时,树脂层形成在发光部和受光部之间,并且所述盖基板、所述发光部、所述受光部、所述树脂层一体地形成以缩小发光部和受光部之间的距离,并缩短反应时间。另外,由于树脂层起到支撑形成在盖基板上的受光部的作用,因此具有可以进一步降低故障频率的优点。
图8是将本实用新型的另一实施例涉及的感测装置的受光部划分成几个区域的示例图。
参照图8,本实用新型涉及的感测装置还可以包括控制部,控制部接收由受光部产生的光电流信号,根据预设条件,可以分析光电流信号。此时,根据包括传感器的电子设备的目的和使用方法,控制部可以对光电流信号进行符合用途的适当分析。另外,图8与图4b相同,将感测装置的受光部被划分成几个区域并判断感测到光信号的区域后,将该区域信息传输到控制部。对此的详细说明可以参照前面所述的关于图4b的说明。
例如,当包括发光部和受光部的传感器是心律传感器时,一旦由发光部照射的光信号被位于盖基板上的手指/手腕/臂腕吸收/反射,则受光部接收被吸收/反射的光信号,根据光信号的强度,产生光电流。此时,在感测心律信号时所产生的光电流信号根据脉搏而重复强/弱,因此控制部可以根据光电流信号的强弱周期来测量脉搏。控制部优选位于所述基板上的集成电路(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)的形式。
另一方面,图9、图10a、图10b、图10c、图10d、图11是示出本实用新型的又一实施例涉及的感测装置的示例图。
为了消除上述现有的光电二极管的所具有的缺点,本实用新型的又一实施例涉及的感测装置将现有的接近传感器的偏置的受光区域以光源为基准扩展到整个区域,通过增加受光部的面积能够提高接收灵敏度,下面,将参照图9进行详述。
参照图9、图10a、图10b、图10c、图10d,受光部440形成于发光部430 上,可以包括由发光部430照射在对象物体上的第一光信号431能够通过的透光图案以及用于接收第二光信号432的受光图案。
本实用新型的受光部由有机薄膜光电二极管形成,有机薄膜光电二极管由透明基板上的多个电极、活化层、缓冲层等形成,当第二光信号到达电极时,产生并感测光电流信号。此时,这些电极的形状可以形成为各种形状的受光图案,从而可以以自己期望的形状形成受光部的受光图案。
另外,在透明基板上未形成电极的部分继续留作透明基板,该部分即使没有额外的形成图案,也可以随着受光图案的形成而使透明基板的残留部分看似图案形状。例如,参照图10b,当在透明基板上以网眼状形成受光图案 441时,没有受光图案的其余部分仅仅是透明基板本身,但是以正方形形成矩阵并排列的形状,形成透光图案442。
因此,在受光部的透明基板上,通过第一电极、第二电极等多个电极的形状形成的受光图案和在透明基板上形成受光图案时所形成的透明部分将形成透光图案,可以将受光图案和透光图案形成为多种形状。因此,当由发光部照射第一光信号时,经过受光部的透光图案,到达对象物体,被对象物体吸收或反射的第二光信号将再次到达受光部,通过受光部的受光图案来感测光。
此时,受光部的受光图案可以包括隔开的多个图案块,以规定的间隙和形状排列,或者图案形状随机或伪随机地形成,以不规则的间隙和形状排列。另外,受光部的受光图案也可以形成为网眼状,通过网眼状的开口部,使得第一光信号通过。因此,可以缩小发光部与受光部之间的距离,并提高光信号的接收灵敏度以及感测反应速度,制造上的容易性增大,从而感测装置的生产性增大。
受光图案可以由形成在受光部的透明基板上的第一电极和第二电极形成,可以通过电极来接收并感测第二光信号。另外,透光区域442由形成有受光部的透明基板或其他透光性物质形成,因而可以使由发光部照射在对象物体上的第一光信号通过。
参照图10a,本实用新型的感测装置包括受光部440的受光图案隔开的多个图案块,此时,通过在多个受光图案之间的隔开的图案,第一光信号可以通过。多个图案块可以如图10a所示形成为以矩阵状分别分离的形状,或者根据感测装置的设计者需要的结构,可以形成规则/不规则的隔开区域。
参照图10b、图10c、图10d,在本实用新型的感测装置中,受光部的受光图案可以为网眼状,通过网眼状的开口部,可以使第一光信号通过。网眼状的开口部442是指用于实质上感测第二光信号的受光图案441未形成在受光部440上的区域442,可以形成为如图10b所示的三角形、如图10c所示的正方形或矩形、如图10d所示的六边形。另外,网眼状的开口部可以以分别不同的形状形成,或者可以以四边形/三角形的复合图案等感测装置的设计者所需的不同的网眼开口部的形状形成。
另一方面,本实用新型的感测装置还可以包括形成在受光部与基板之间的遮光层。当观察本实用新型的感测装置时,发光部通过受光部照射第一光信号,因而导致受光部有可能直接感测第一光信号。
这些信号从结果上都是相当于串扰的信号,以后被分类为噪声信号,因此,为了克服上述问题,以遮光层形成受光部440的一部分,优选相当于受光部的受光图案的区域,从源头上阻挡来自发光部430的直接光信号。
图11是示出本实用新型的又一实施例涉及的感测装置的受光部被划分成几个区域并且控制部判断感测区域的结构的示例图。图11与图4b以及图8 相同,感测装置的受光部被划分成几个区域并判断感测到光信号的区域后,将该区域信息传输到控制部。对此的详细说明可以参照前面所述的关于图4b 的说明。
另一方面,本实用新型也可以应用于心律传感器。此时,由于每当心脏跳动时血液在皮肤中移动,手指/手掌/身体的透明度略微地变化,并且第二光学信号变得不同,因而由受光部产生的光电流信号的大小变得不同,从而可以计算心脏以多快的速度进行跳动。
上述本实用新型的实施例是为了例示的目的而公开的,本实用新型不限于此。另外,本领域普通技术人员可以在本实用新型的精神和范围内进行各种修改以及变更,这种修改以及变更应当视为属于本实用新型的范围内。
附图标记
110:现有基板 120:现有盖基板
130:现有发光部 140:现有受光部
142:现有受光部或发光部与盖基板之间的间隙(Air gap)
150:现有隔壁 160:ASIC
210:基板 241:透明基板
230:发光部 240:受光部
250:隔壁 260:遮蔽层
242:保护层 243:第二电极第一子电极
243、247:第二电极
244:活化层 245:第一电极
246:缓冲层 247:第二电极第二子电极
271、272、273、274:被划分的受光部的几个区域
310:基板 320:盖基板
330:发光部 331:发光部的中心轴
340:受光部
341、342、343、344:被划分的受光部的几个区域
350:隔壁 360:遮蔽层
370:树脂层
410:基板 421:对象物体
420:盖基板 430:发光部
431:第一光信号 432:第二光信号
440:受光部 441:受光图案
442:透光区域
443、444、445、446:被划分的受光部的感测区域

Claims (10)

1.一种感测装置,其特征在于,包括:
基板;
发光部,形成在所述基板上,用于照射光信号;
受光部,形成在所述基板上,用于接收由所述发光部照射并被对象物体反射的光信号,
所述受光部是配置成围绕所述发光部的有机薄膜光电二极管。
2.根据权利要求1所述的感测装置,其特征在于,
还包括形成在所述受光部与所述基板之间的遮光层。
3.根据权利要求1所述的感测装置,其特征在于,
还包括用于形成能够配置所述发光部或所述受光部的空间的隔壁。
4.一种感测装置,其特征在于,包括:
基板;
盖基板,形成在所述基板上;
发光部,形成在所述基板上,用于向所述盖基板照射光信号;
受光部,形成在所述盖基板上,接收由所述发光部照射并被所述盖基板上的对象物体反射的光信号,
所述受光部包括能够使所述发光部照射的光信号通过的通过区域。
5.根据权利要求4所述的感测装置,其特征在于,
所述发光部向对象物体照射第一光信号,
所述受光部用于接收被所述对象物体反射的第二光信号,
所述对象物体位于所述受光部上,
所述受光部是有机薄膜光电二极管,其包括能够使所述第一光信号通过的透光图案以及用于接收所述第二光信号的受光图案。
6.根据权利要求5所述的感测装置,其特征在于,
所述受光图案包括隔开的多个图案块。
7.根据权利要求5所述的感测装置,其特征在于,
所述受光图案的图案形状是随机的或伪随机的。
8.根据权利要求1或4所述的感测装置,其特征在于,
所述受光部包括:
第一电极,层叠在所述基板上;
活化层,层叠在所述第一电极上;
第二电极,层叠在所述活化层上;以及
缓冲层,层叠在所述活化层以及所述第一电极之间。
9.根据权利要求1或4所述的感测装置,其特征在于,
所述受光部被划分成几个区域,用于将接收被反射的所述光信号的区域的区域信息传输到控制部。
10.根据权利要求1或4所述的感测装置,其特征在于,
所述受光部的中心轴与所述发光部的中心轴相同。
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