KR101938739B1 - 이미지 스캐닝 모듈 및 이를 포함하는 전자기기 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따르면, 제1 기판 상면에 배치되며, 전기적 신호를 발생시키는 센서 구동 레이어; 및 상기 센서 구동 레이어의 상면 중 적어도 일부에 형성되며, 상기 전기적 신호를 인가받아 피사체를 감지하기 위한 초음파를 발진시키고, 상기 피사체에 의해 반사된 초음파를 수신한 후, 전기적 신호로 변환하여 상기 센서 구동 레이어에 전달하는 초음파 송수신 레이어를 포함하는, 이미지 스캐닝 모듈이 제공된다.

Description

이미지 스캐닝 모듈 및 이를 포함하는 전자기기{IMAGE SCANNING MODULE AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 이미지 스캐닝 모듈 및 이를 포함하는 전자기기에 관한 것으로, 초음파 방식의 지문 인식을 수행하며 성능 저하 없이 디스플레이 패널 하부에 배치될 수 있는 이미지 스캐닝 모듈 및 이를 포함하는 전자기기에 관한 것이다.
최근 보안 관련 문제가 대두되면서 스마트폰, 태블릿 PC 등 개인 휴대기기에 대해서도 보안이 화두가 되고 있다. 최근에는 사용자들이 휴대기기를 통해 전자상거래 또는 금융업무를 수행하는 빈도가 증가함에 따라 이에 대한 보안성 문제가 더욱 증가하고 있다.
이러한 요구에 따라 본인 인증을 통해 보안 문제를 해결하고자 하는 노력이 행해지고 있는데, 대표적으로, 지문, 홍채, 안면, 음성, 혈관 등의 생체 정보를 이용하는 인증 방법이 소개되고 있다.
이러한 생채 정보 인증 기술 중 가장 보편적으로 사용되고 있는 기술은 지문을 통한 인증 기술이다. 스마트폰 및 태블릿 PC 등에 지문 인식 및 이를 통한 인증 기술이 적용된 제품이 출시되었다.
최근에는 기기에 있어서의 디스플레이 면적을 확장시키기 위한 목적 또는 심미적인 목적을 위해 지문 인식 센서를 글라스 하단에 위치시커거나 디스플레이 영역에 접목시키는 기술에 대한 요구가 증가하고 있다.
지문 인식 센서는, 광학 방식, 열 감지 방식, 정전용량 방식 및 초음파 방식 등의 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
이 중 초음파 방식의 지문 인식 센서는 초음파를 피사체를 향하여 발진시키고, 피사체에 의해 반사되는 파형을 감지하여 지문 이미지를 스캔하는 방식이다.
초음파 방식의 지문 인식 센서 상부에 커버 글라스를 배치하게 되면, 상부에 사람 손가락이 접촉될 시, 지문의 융선과 닿는 영역에서는 초음파가 투과되고, 지문의 골과 닿는 영역에서는 초음파가 반사되게 된다.
그러나, 커버 글라스의 재질이 다양하고, 그 두께가 두껍기 때문에, 커버 글라스와 손가락 사이의 임피던스 매칭이 되지 않는 경우가 쉽게 발생한다. 이 경우, 커버 글라스 상부에 지문의 융선이 닿더라도 해당 지점에서 초음파가 투과하지 못하는 현상이 발생하여 정확한 지문 이미지 획득이 불가능해진다.
즉, 초음파 방식의 지문 인식 센서에 있어서는 모듈화된 구조에서 초음파가 통화하는 모듈화 소재의 종류에 따라 성능 저하가 야기될 수 있는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 성능 저하 없이 커버 글라스 하부에 초음파 방식의 지문 인식 센서가 포함된 이미지 스캐닝 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 기판 상면에 배치되며, 전기적 신호를 발생시키는 센서 구동 레이어; 및 상기 센서 구동 레이어의 상면 중 적어도 일부에 형성되며, 상기 전기적 신호를 인가받아 피사체를 감지하기 위한 초음파를 발진시키고, 상기 피사체에 의해 반사된 초음파를 수신한 후, 전기적 신호로 변환하여 상기 센서 구동 레이어에 전달하는 초음파 송수신 레이어를 포함하는, 이미지 스캐닝 모듈이 제공된다.
상기 이미지 스캐닝 모듈은, 상기 제1 기판 상면 중 일부에 배치되는 제1 전극; 및 상기 센서 구동 레이어의 상면 중 일부에 배치되며, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제2 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 이미지 스캐닝 모듈은, 상기 제1 기판의 상면으로부터 상기 초음파 송수신 레이어의 상면까지 형성되는 몰딩부를 더 포함할 수 있다.
상기 몰딩부는 상기 초음파 송수신 레이어의 상면을 덮도록 형성되며, 상기 몰딩부는 신체와 어쿠스틱 임피던스 매칭을 이루는 물질로 형성될 수 있다.
상기 센서 구동 레이어에는, 하면으로부터 상기 센서 구동 레이어 내부의 일정 위치까지 상호 평행하게 연장되며, 상기 제1 기판과 상기 센서 구동 레이어 간 전기적 연결을 이루는 복수개의 비아홀이 형성될 수 있다.
상기 이미지 스캐닝 모듈은, 상기 초음파 송수신 레이어 상부에 형성되는 보호층을 더 포함할 수 있다.
상기 이미지 스캐닝 모듈은, 상기 제1 기판 상면 일부 및 상기 센서 구동 레이어 상면 일부에 각각 형성되는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 및 제2 전극 상부에 형성되되, 상기 제1 기판 상면으로부터 상호 동일한 높이에 형성되는 제3 전극 및 제4 전극; 상기 제3 전극과 제4 전극을 전기적으로 연결시키는 제5 전극; 및 상기 제1 기판의 상면 및 센서 구동 레이어의 상면을 덮도록 형성되며, 상기 제1 전극으로부터 제3 전극까지 연장되는 제1 비아홀, 및 상기 제2 전극으로부터 제4 전극까지 연장되는 제2 비아홀이 형성된 몰딩부를 더 포함할 수 있다.
상기 이미지 스캐닝 모듈은, 상기 제1 기판 상면 일부 및 상기 센서 구동 레이어 상면 일부에 각각 형성되는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 상부에 형성되되, 상기 제2 전극과 동일한 높이에 형성되는 제3 전극; 상기 제2 전극과 제3 전극을 전기적으로 연결시키는 제5 전극; 및 상기 제1 기판의 상면을 덮도록 형성되며, 상기 제1 전극으로부터 제3 전극까지 연장되는 비아홀이 형성된 몰딩부를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기의 이미지 스캐닝 모듈; 상기 이미지 스캐닝 모듈 상부에 형성되는 디스플레이 패널; 및 상기 이미지 스캐닝 모듈 하부에 형성되는 제2 기판을 포함하는, 전자기기가 제공된다.
상기 이미지 스캐닝 모듈은 상기 디스플레이 패널의 하부 전면 또는 일부 영역 하면에 형성될 수 있다.
상기 제2 기판 상면 영역 중 상기 이미지 스캐닝 모듈이 배치되지 않은 영역 일부에는 회로 소자가 형성될 수 있다.
상기 제2 기판은 적어도 일부에 형성된 단차를 가지며, 상기 단차를 기준으로 일측 영역의 상면에는 상기 회로 소자가 형성되고, 타측 영역의 상면은 상기 일측 영역의 상면보다 높게 형성될 수 있다.
상기 전자기기는, 상기 제2 기판 하부에 형성되는 보강재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기의 이미지 스캐닝 모듈; 및 상기 이미지 스캐닝 모듈의 상부에 배치되는 커버 글라스를 포함하는, 전자기기가 제공된다.
상기 전자기기는, 상기 이미지 스캐닝 모듈과 상하로 중첩되지 않도록 배치되며 상기 커버 글라스의 하부에 배치되는 디스플레이 패널을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 초음파 방식의 지문 인식 센서를 포함하는 이미지 스캐닝 모듈이 성능 저하 없이 디스플레이 패널 및 커버 글라스 하부에 배치될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈에 플렉시블 기판이 장착되는 일례를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈의 하부에 제2 기판이 형성되는 일례를 도시하는 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈을 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈이 전자 기기에 장착되기 위한 구조를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈 상에 디스플레이 패널이 형성되는 실시예를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈 상에 커버 글라스가 형성되는 실시예를 나타낸다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서 "~상에"라 함은 대상부재의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력방향을 기준으로 상부에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 이미지 스캐닝 모듈(100)은 순차적으로 배치되는 제1 기판(110), 센서 구동 레이어(120), 초음파 송수신 레이어(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 기판(110)은 이미지 스캐닝 모듈(100)에 포함되는 구성요소들의 전기적인 연결을 가능하게 하며, 인쇄회로기판(PCB: Print Circuit Board) 또는 연성인쇄회로기판(FPCB: Flexible PCB) 등으로 구현될 수 있다.
센서 구동 레이어(120)는 제1 기판(110) 상의 적어도 일부분에 형성되되, 제1 기판(110) 상면을 모두 덮지 않도록 배치된다. 센서 구동 레이어(120)는 초음파 송수신 레이어(130)에 전기적 신호를 인가하여, 초음파 송수신 레이어(130)로부터 초음파가 방사되도록 하는 기능을 한다. 또한, 방사된 초음파가 피사체에 의해 반사되어 초음파 송수신 레이어(130)에 의해 수신되면, 센서 구동 레이어(120)는 수신되는 신호를 감지한다. 센서 구동 레이어(120)는 CMOS 소자로서, CMOS 기판 및 CMOS 회로를 포함할 수 있다.
제1 기판(110)의 상면과 센서 구동 레이어(120)의 상면에는 각각 전극(111, 121)이 형성될 수 있다. 이들 전극(111, 121)을 와이어 본딩 방식으로 연결하여 제1 기판(110)과 센서 구동 레이어(120)를 상호 전기적으로 연결시킬 수 있다.
초음파 송수신 레이어(130)는 센서 구동 레이어(120) 상의 적어도 일부분에 형성되되, 센서 구동 레이어(120)를 모두 덮지 않도록 배치된다. 센서 구동 레이어(120)의 상면 중 노출된 영역에는 전술한 전극(121)이 형성된다. 초음파 송수신 레이어(130)는 센서 구동 레이어(120)로부터 수신되는 전기적 신호에 따라 구동된다. 구체적으로, 초음파 송수신 레이어(130)는 인가되는 전기적 신호에 따라 물리적인 변형을 일으켜 피사체를 향해 초음파를 발진시키는 압전 물질을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 발진 후 피사체 또는 다른 구성요소에 의해 반사되는 초음파는 다시 초음파 송수신 레이어(130)에 의해 수신되어 상기 압전 물질에 대한 물리적인 변형을 일으킨다. 물리적인 변형은 전기적 신호로 변환되어 센서 구동 레이어(120)로 전달된다. 초음파 송수신 레이어(130)에 포함되는 압전 물질은 PZT, PST, Quartz, (Pb, Sm)TiO3, PVDF 또는 PVDF-TrFe 등으로 이루어질 수 있다. 한편, 초음파 송수신 레이어(130)는 MEMS 소자로 구현될 수도 있다.
일 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈(100)은 제1 기판(110)의 상면, 센서 구동 레이어(120) 및 초음파 송수신 레이어(130)를 모두 감싸도록 형성되는 몰딩부(140)를 더 포함할 수 있다. 몰딩부(140)는 외부의 물리적 및 화학적 충격으로부터 이미지 스캐닝 모듈(100)을 보호하며, 에폭시 등의 수지로 이루어질 수 있다.
초음파 송수신 레이어(130)로부터 발진된 초음파는 피사체, 즉, 사람의 손가락을 향해 진행하게 되는데, 지문의 융선(Ridge)을 향하면 대부분 그대로 사람의 피부로 투과된다. 그러나, 지문의 골(Valley)을 향하면 이미지 스캐닝 모듈(100)과 지문의 골 사이에 외부 공기(Air)가 존재하기 때문에, 어쿠스틱 임피던스 차이로 인해 초음파가 반사된다. 만약, 사람의 손가락과도 어쿠스틱 임피던스 매칭이 되지 않으면, 지문의 융선을 향해 진행하는 초음파 또한 반사되며, 지문의 융선 및 골을 향해 진행하는 초음파의 반사 특성은 상호 큰 차이가 없게 된다. 따라서, 정확한 지문 검출을 위해 몰딩부(140)는 인체와 어쿠스틱 임피던스 매칭을 이룰 수 있는 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈에 플렉시블 기판이 장착되는 일례를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 이미지 스캐닝 모듈(100)의 제1 기판(110) 상면 적어도 일부에 플렉시블 기판(150)이 형성될 수 있다.
플렉시블 기판(150)은 제1 기판(110)에 본딩되어 이미지 스캐닝 모듈(100)이 다른 전자부품(미도시됨)과 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.
이 경우 몰딩부(140)는 제1 기판(110)의 상면 중 플렉시블 기판(150)이 형성되지 않은 영역을 덮도록 형성될 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 이미지 스캐닝 모듈(100)의 제1 기판(110)의 하면 적어도 일부에 플렉시블 기판(150)이 형성될 수도 있다.
구체적으로, 플렉시블 기판(150)은 도 3에 도시된 바와 같이 제1 기판(110)의 하면 중 제1 기판(110) 상에 형성된 전극(111)과 인접한 영역에 형성될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 기판(110) 상의 전극(111)과 인접하지 않은 영역에 형성될 수도 있다.
이 경우 몰딩부(140)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 기판(110)의 상면 중 플렉시블 기판(150)이 형성된 하면과 대향하는 영역이 노출되도록 형성될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 기판(110)의 상면 중 플렉시블 기판(150)이 형성된 반대측 영역이 노출되도록 형성될 수도 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 몰딩부(140)는 제1 기판(110)의 상면 중 적어도 일부, 센서 구동 레이어(120)의 상면, 제1 기판(110)과 센서 구동 레이어(120)의 전극(111, 121), 초음파 송수신 레이어(130)의 측부를 감싸되, 초음파 송수신 레이어(130)의 상면은 노출되도록 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 몰딩부(140)가 초음파 송수신 레이어(130)의 상부를 감싸도록 형성되는 경우에는, 지문 인식 정확도가 저하되는 것을 방지하기 위해 몰딩부(140)가 인체와의 관계에서 어쿠스틱 임피던스 매칭을 이루는 물질로 형성되어야 한다.
그러나, 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예에서와 같이, 몰딩부(140)가 초음파 송수신 레이어(130)의 상면을 감싸지 않는 경우에는, 초음파 송수신 레이어(130)로부터 발진된 초음파가 몰딩부(140)를 거치지 않고 피사체, 즉, 사람의 손가락으로 향하기 때문에, 몰딩부(140)와 인체 간의 어쿠스틱 임피던스 매칭이 이루어질 필요가 없게 된다. 따라서, 이 경우에는 몰딩부(140)가 일반적인 몰딩 소재로 형성되어도 무방하다.
다만, 도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서도 몰딩부(140)가 초음파 송수신 레이어(130)의 상면을 모두 덮도록 형성될 수도 있음은 물론이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈의 하부에 제2 기판이 형성되는 일례를 도시하는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 도 1에 도시된 이미지 스캐닝 모듈(100)의 하부에 제2 기판(160)이 형성될 수 있다. 제2 기판(160)은 이미지 스캐닝 모듈(100)을 다른 전자부품(미도시됨)과 전기적으로 연결시키는 역할을 한다.
한편, 도 6을 참조하면, 이미지 스캐닝 모듈(100)과 제2 기판(160)은 복수개의 솔더볼(161)을 통해 접합될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 이미지 스캐닝 모듈(200)은 순차적으로 적층되는 제1 기판(210), 센서 구동 레이어(220), 초음파 송수신 레이어(230)를 포함할 수 있다.
제1 기판(210), 센서 구동 레이어(220), 초음파 송수신 레이어(230)의 역할과 관련된 상세한 설명은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈(200)에 있어서는 센서 구동 레이어(220)에 길이 방향으로 상호 평행하게 형성되는 복수개의 비아홀(221)이 형성될 수 있다.
복수개의 비아홀(221)은 센서 구동 레이어(220)의 제1 표면으로부터 제2 표면을 향해 연장되도록 형성될 수 있다. 여기서, 제1 표면은 센서 구동 레이어(220)가 제1 기판(210)과 맞닿는 면이고, 제2 표면은 제1 표면의 반대 표면이다.
각 비아홀(221)의 길이는 센서 구동 레이어(220)의 상기 제1 표면과 제2 표면까지의 길이보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 각각의 비아홀(221)은 센서 구동 레이어(220)의 제1 표면으로부터 내부의 일정 위치까지 연장된다.
센서 구동 레이어(220)에 포함되는 CMOS 소자는 복수개의 비아홀(221)을 통해 제1 기판(210)과 전기적으로 연결되어 전기적 신호를 인가받을 수 있다.
한편, 도 8을 참조하면, 도 7에 도시된 이미지 스캐닝 모듈(200)에 있어서 초음파 송수신 레이어(230) 상부에 보호 레이어(240)가 더 형성될 수 있다.
보호 레이어(240)는 센서 구동 레이어(220) 및 초음파 송수신 레이어(230)를 외부적인 충격으로부터 보호하는 역할을 한다.
전술한 바와 같이, 초음파 송수신 레이어(230) 상부에 배치되는 물질과 인체 간의 어쿠스틱 임피던스 매칭이 이루어지지 않으면 지문 인식의 정확도가 떨어질 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위해서는 보호 레이어(240)가 인체와 어쿠스틱 임피던스 매칭을 이룰 수 있는 물질로 형성되어야 할 것이다.
또한, 지문 인식 정확도를 향상시키기 위해 보호 레이어(240)의 두께는 최소화하는 것이 바람직할 것이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 이미지 스캐닝 모듈(900)은 플렉시블 기판(910), 센서 구동 레이어(920), 초음파 송수신 레이어(930)를 포함할 수 있다.
플렉시블 기판(910)은 센서 구동 레이어(920) 및 초음파 송수신 레이어(930)에 전기적 신호를 공급하는 역할을 하며, 유연한 소재로 형성될 수 있다.
몰딩부(940)는 플렉시블 기판(910)의 상면, 센서 구동 레이어(920)의 상면, 초음파 송수신 레이어(930)의 측면을 덮도록 형성될 수 있다.
플렉시블 기판(910)의 상면 중 센서 구동 레이어(920)가 배치되지 않은 적어도 일부에는 제1 전극(911a)이 형성될 수 있으며, 센서 구동 레이어(920)의 상면 중 초음파 송수신 레이어(930)가 배치되지 않은 적어도 일부에는 제2 전극(921a)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 제1 전극(911a)과 제2 전극(922a)의 상부에는, 각각 제1 전극(911a) 및 제2 전극(922a)과 전기적으로 연결되는 제3 전극(911b) 및 제4 전극(921b)이 배치된다. 일례로, 제3 전극(911b) 및 제4 전극(921b)은 플렉시블 기판(910) 상면으로부터 동일한 높이에 형성될 수 있다. 제3 전극(911b) 및 제4 전극(921b)이 초음파 송수신 레이어(930)의 상면보다 낮은 위치에 형성되는 경우, 몰딩부(940) 또한 제3 전극(911b) 및 제4 전극(921b)의 높이와 동일한 높이까지 형성될 수 있다. 환언하면, 제3 전극(911b) 및 제4 전극(921b)은 몰딩부(940)의 상면에 노출되도록 형성될 수 있다.
제1 전극(911a)과 제3 전극(911b) 간의 전기적 연결, 제2 전극(921a)과 제4 전극(921b) 간의 전기적 연결을 위해 몰딩부(940)에는 제1 전극홀(941a) 및 제2 전극홀(941b)이 형성될 수 있다.
제1 전극홀(941a)은 제1 전극(911a)과 제3 전극(911b)을 전기적으로 연결시키기 위해 형성되며, 제2 전극홀(941b)은 제2 전극(921a)과 제4 전극(921b)을 전기적으로 연결시키기 위해 형성된다. 제1 및 제2 전극홀(941a, 941b)은 몰딩부(940)에 홀을 형성한 후, 홀 내부에 전도성 물질, 예를 들면, 금속 물질을 채우는 방법으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제3 전극(911b) 및 제4 전극(921b) 상에는 이들을 전기적으로 연결하기 위한 제5 전극(950)이 형성될 수 있다. 제5 전극(950)은 몰딩부(940)의 상면에 형성될 수 있다.
플렉시블 기판(910)으로부터의 전기적 신호는 순차적으로 제1 전극(911a), 제1 전극홀(941a), 제3 전극(911b), 제5 전극(950), 제4 전극(921b), 제2 전극(921b)을 통해 센서 구동 레이어(920)로 인가될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 9와 동일한 이미지 스캐닝 모듈에 있어서, 몰딩부(940)가 플렉시블 기판(910)의 상부만을 덮도록 형성되며, 제4 전극(921b) 및 제2 전극홀(941b)이 생략되었다는 것을 알 수 있다.
플렉시블 기판(910) 상의 제1 전극(911a), 센서 구동 레이어(920) 상의 제2 전극(921a), 제1 전극(911a)의 상부에 이격되도록 형성되는 제3 전극(911b)이 형성되는 것은 도 9에 도시된 실시예에서와 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.
제3 전극(911b)은 몰딩부(940)의 상면을 통해 노출되도록 형성되되, 센서 구동 레이어(920) 상의 제2 전극(921a)과 동일한 높이에 형성될 수 있고, 제5 전극(950)은 제2 전극(921a)과 제3 전극(911b)을 전기적으로 연결시키는 역할을 한다.
이 경우, 플렉시블 기판(910)으로부터의 전기적 신호는 순차적으로 제1 전극(911a), 제1 전극홀(941a), 제3 전극(911b), 제5 전극(950), 제2 전극(921a)을 통해 센서 구동 레이어(920)로 인가될 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈이 전자 기기에 장착되기 위한 구조를 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12에 도시되는 이미지 스캐닝 모듈(M)은 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 이미지 스캐닝 모듈(100, 200, 900) 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 이미지 스캐닝 모듈(M)은 플렉시블 기판(1100) 상면 적어도 일부에 배치될 수 있다.
한편, 플렉시블 기판(1100) 상면에 있어서, 이미지 스캐닝 모듈(M)이 배치되지 않은 영역(A) 중 적어도 일부에는 이미지 스캐닝 모듈(M) 또는 다른 전자부품의 구동을 위한 회로 소자들이 형성되어 있을 수 있다.
플렉시블 기판(1100)은 도 11의 (a) 및 도 12의 (b)에 도시되는 바와 같이 평면으로 형성될 수도 있지만, 도 11의 (a) 및 도 12의 (b)에 도시되는 바와 같이 이미지 스캐닝 모듈(M)이 배치되는 않은 영역(A) 중 일부에 단차가 형성되어 있을 수 있다. 이 경우, 플렉시블 기판(1100) 중 이미지 스캐닝 모듈(M)이 배치되지 않은 영역은 상기 단차를 기준으로 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)으로 구분될 수 있다.
제2 영역(A)은 제1 영역(A1)의 상면 높이를 기준으로 일정 높이(h)만큼 높게 형성될 수 있다.
상기 설명한 회로 소자는 제1 영역(A1)에 형성될 수 있는데, 이 경우, 단차로 인해 형성된 제2 영역(A2)이 제1 영역(A1)에 형성된 회로 소자를 보호하는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 플렉시블 기판(1100) 하면에는 강도 유지를 위한 보강재(1110)가 형성될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈 상에 디스플레이 패널이 형성되는 실시예를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈(M) 상에는 디스플레이 패널(D)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 이미지 스캐닝 모듈(M)은 디스플레이 패널(D) 하부 전면에 형성될 수 있다. 이와 같이 형성될 경우 디스플레이 표시 영역 전체에서 초음파 송수신이 가능하므로 디스플레이 패널(D) 상의 어느 위치에서도 지문 이미지 스캔이 가능하다.
또한, 이미지 스캐닝 모듈(M)은 디스플레이 패널(D) 하면 일부 영역에 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(D)의 일측 말단 영역 하면에 이미지 스캐닝 모듈(M)이 형성될 수 있다. 이와 같이 형성될 경우 디스플레이 표시 영역에서 이미지 스캐닝 모듈(M)과 중첩된 일부 영역에서만 초음파 송수신이 가능하므로 해당 영역에사만 지문 이미지 스캔이 가능하게 된다. 여기서 일부 영역은 도 13 상에서 디스플레이 패널(D)의 좌측, 우측 또는 중앙 일부 영역일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 패널(D)은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display) 패널, 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 패널, 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode) 디스플레이 패널, 플라즈마디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel) 등으로 구현될 수 있으며, 바람직하게는, 유기발광다이오드 디스플레이 패널로 구현될 수 있다.
이미지 스캐닝 모듈(M)과 디스플레이 패널(D) 사이에는 접합층(미도시됨)이 형성될 수 있다. 접합층은 에폭시 수지 등으로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 정확한 지문 검출을 위해서는 이미지 스캐닝 모듈(M)과 피사체 사이에 존재하는 물질이 신체와 어쿠스틱 임피던스 매칭을 이뤄야 하기 때문에, 접합층 또한 신체와 어쿠스틱 임피던스 매칭을 이루는 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 디스플레이 패널(D) 상부에는 커버 글라스(미도시됨)가 더 배치될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 스캐닝 모듈의 배치 형태를 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 이미지 스캐닝 모듈(M)은 커버 글라스(G) 하부에 배치될 수 있다.
구체적으로, 커버 글라스(G) 하부에 디스플레이 패널(D)과 이미지 스캐닝 모듈(M)이 형성되는데, 디스플레이 패널(D)과 이미지 스캐닝 모듈(M)은 상하로 중첩되지 않도록 인접하게 배치될 수 있다. 이 경우, 이미지 스캐닝 모듈(M)과 디스플레이 패널(D)의 상면 높이는 동일하게 형성되며, 커버 글라스(G)는 이미지 스캐닝 모듈(M) 및 디스플레이 패널(D)을 모두 덮도록 배치될 수 있다.
이 때, 커버 글라스(G) 상에서 이미지 스캐닝 모듈(M)이 형성된 영역은, 예를 들면, 홈 키 등이 형성된 영역일 수 있다.
한편, 이 경우에도, 이미지 스캐닝 모듈(M)과 커버 글라스(G) 사이에는 접합을 위한 접합층(미도시됨)이 형성될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 제1 기판 상면에 배치되며, 전기적 신호를 발생시키는 센서 구동 레이어; 및 상기 센서 구동 레이어의 상면 중 적어도 일부에 형성되며, 상기 전기적 신호를 인가받아 피사체를 감지하기 위한 초음파를 발진시키고, 상기 피사체에 의해 반사된 초음파를 수신한 후, 전기적 신호로 변환하여 상기 센서 구동 레이어에 전달하는 초음파 송수신 레이어를 포함하는, 이미지 스캐닝 모듈;
    상기 이미지 스캐닝 모듈 상부에 형성되는 디스플레이 패널; 및
    상기 이미지 스캐닝 모듈 하부에 형성되는 제2 기판을 포함하고,
    상기 제2 기판 상면 영역 중 상기 이미지 스캐닝 모듈이 배치되지 않은 영역 일부에는 회로 소자가 형성되고,
    상기 제2 기판은 적어도 일부에 형성된 단차를 가지며,
    상기 단차를 기준으로 일측 영역의 상면에는 상기 회로 소자가 형성되고, 타측 영역의 상면은 상기 일측 영역의 상면보다 높게 형성되는, 전자기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판 상면 중 일부에 배치되는 제1 전극; 및
    상기 센서 구동 레이어의 상면 중 일부에 배치되며, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제2 전극을 더 포함하는, 전자기기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판의 상면으로부터 상기 초음파 송수신 레이어의 상면까지 형성되는 몰딩부를 더 포함하는, 전자기기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 몰딩부는 상기 초음파 송수신 레이어의 상면을 덮도록 형성되며,
    상기 몰딩부는 신체와 어쿠스틱 임피던스 매칭을 이루는 물질로 형성되는, 전자기기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서 구동 레이어에는, 하면으로부터 상기 센서 구동 레이어 내부의 일정 위치까지 상호 평행하게 연장되며, 상기 제1 기판과 상기 센서 구동 레이어 간 전기적 연결을 이루는 복수개의 비아홀이 형성된, 전자기기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 초음파 송수신 레이어 상부에 형성되는 보호층을 더 포함하는, 전자기기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판 상면 일부 및 상기 센서 구동 레이어 상면 일부에 각각 형성되는 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 제2 전극 상부에 형성되되, 상기 제1 기판 상면으로부터 상호 동일한 높이에 형성되는 제3 전극 및 제4 전극;
    상기 제3 전극과 제4 전극을 전기적으로 연결시키는 제5 전극; 및
    상기 제1 기판의 상면 및 센서 구동 레이어의 상면을 덮도록 형성되며, 상기 제1 전극으로부터 제3 전극까지 연장되는 제1 비아홀, 및 상기 제2 전극으로부터 제4 전극까지 연장되는 제2 비아홀이 형성된 몰딩부를 더 포함하는, 전자기기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판 상면 일부 및 상기 센서 구동 레이어 상면 일부에 각각 형성되는 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 상부에 형성되되, 상기 제2 전극과 동일한 높이에 형성되는 제3 전극;
    상기 제2 전극과 제3 전극을 전기적으로 연결시키는 제5 전극; 및
    상기 제1 기판의 상면을 덮도록 형성되며, 상기 제1 전극으로부터 제3 전극까지 연장되는 비아홀이 형성된 몰딩부를 더 포함하는, 전자기기.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 스캐닝 모듈은 상기 디스플레이 패널의 하부 전면 또는 일부 영역 하면에 형성되는, 전자기기.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기판 하부에 형성되는 보강재를 더 포함하는, 전자기기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널 상부에 배치되는 커버 글라스를 더 포함하는, 전자기기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은, 상기 이미지 스캐닝 모듈과 상하로 중첩되지 않도록 상기 커버 글라스의 하부에 배치되는, 전자기기.

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