KR102160740B1 - 근접 센서 장치와, 디스플레이 장치와, 거리 이미지 시스템 및 근접 센서 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광부로부터 발생된 광이 봉지재를 투과하거나 기판을 투과하여 발생될 수 있는 각종 플릭커 현상이나 크로스톡 현상을 방지할 수 있게 하는 근접 센서 장치와, 디스플레이 장치와, 거리 이미지 시스템 및 근접 센서 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 기판; 상기 기판에 형성되고, 제 1 수용부와 제 2 수용부가 패터닝되는 봉지재; 상기 제 1 수용부의 내면에 형성되는 반사체; 거리 감지용 조사광을 발산할 수 있고, 상기 반사체에 의해서 상기 조사광이 측방과 하방으로 차단되어 상방으로 유도될 수 있도록 상기 반사체의 내부에 실장되는 발광부; 및 상기 조사광에 의해 대상물로부터 반사된 반사광을 수광할 수 있도록 상기 제 2 수용부의 내부에 실장되는 수광부;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 근접 센서 장치와, 디스플레이 장치와, 거리 이미지 시스템 및 근접 센서 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광부로부터 발생된 광이 봉지재를 투과하거나 기판을 투과하여 발생될 수 있는 각종 플릭커 현상이나 크로스톡 현상을 방지할 수 있게 하는 근접 센서 장치와, 디스플레이 장치와, 거리 이미지 시스템 및 근접 센서 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
스마트폰이나 스마트패드와 같은 스마트 장치에서 얼굴이나 손이나 머리카락 등 이격된 대상물의 거리를 측정하기 위해 디스플레이어 하방에 다양한 근접 센서 장치들이 설치될 수 있다.
기존의 근접 센서 장치는, 베젤(bezel)을 최소화하는 추세에 따라서 LCD나 OLED와 같은 디스플레이어의 하방에 설치될 수 있는 것으로서, 거리 감지용 조사광을 발산할 수 있는 발광부와, 상기 조사광에 의해 대상물로부터 반사된 반사광을 수광할 수 있는 수광부 및 상기 조사광과 상기 반사광의 세기 차이나 시간 차이나, TOF(time of flight) 등을 이용하여 상기 대상물과의 거리를 측정하는 거리 측정부 등을 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 대상물이 평면, 얼굴 등과 같이 단순한 형태를 갖는 경우의 대상물의 거리 측정은 상기 조사광이 일정한 세기의 빛을 방사할 때, 상기 반사광은 상기 대상물과 발광부와의 거리의 함수이며, 일반적으로 대상물과 발광부과의 거리가 짧을수록 반사광은 강한 특성을 보이며, 이로부터 대상물의 거리를 추정할 수 있다. 이보다 복잡한 형태를 갖는 대상물의 거리 측정은 발광부을 특정 시간에 조사하고 대상물에서 반사되는 반사광의 시간에 따른 변화를 측정하여 발광부와 대상물, 수광부 사이의 거리를 측정하는 TOF(Time of flight) 방법 등이 있다.
그러나, 이러한 기존의 근접 센서 장치는, 스마트 폰 등에 설치된 상기 디스플레이어의 하방에 근접 센서 장치가 설치되는 경우, 상기 발광부에서 발생되었으나 상기 디스플레이어를 통과하지 못하고, 상기 디스플레이어의 표면에 반사된 내부 반사광이 상기 수광부로 수광되는 크로스톡(crosstalk) 현상이 발생되어 거리 측정시 노이즈로 작용하는 문제점이 있었다.
또한, 상기 수광부는 상기 디스플레이어와 이격되는 것으로서, 그 이격 거리가 일정해야 하지만, 외부 온도나 작동 시간에 따라 내부 온도가 달라져서 이격 거리에 따라 크로스톡 현상이 변동되는 문제점도 있었다.
따라서, 기존의 근접 센서 장치는 작동후 일정한 시간 동안 크로스톡에 의한 간섭 때문에 제품의 정밀도와 신뢰도가 크게 떨어지는 등 많은 문제점들이 있었다.
또한, 발광부로부터 발생된 광이 대상물에 도달되지 못하고, 봉지재를 투과하거나 기판을 투과하여 수광부로 수광되는 이른바, 크로스톡(crosstalk) 현상이 발생되어 각종 노이즈 신호로 작용되는 등 많은 문제점들이 있었다.
본 발명은 베젤 영역이 불필요하여 공간활용도가 높고, 화면의 하부에 설치되더라도 크로스톡 현상이나 화면의 플릭커 현상을 방지할 수 있으며, 열적 변형이나 외부 충격에도 내구성과 정밀도를 크게 향상시킬 수 있게 하는 근접 센서 장치와, 디스플레이 장치와, 거리 이미지 시스템 및 근접 센서 장치의 제조 방법을 제공하고자 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 근접 센서 장치는, 기판; 상기 기판에 형성되고, 제 1 수용부와 제 2 수용부가 패터닝되는 봉지재; 상기 제 1 수용부의 내면에 형성되는 반사체; 거리 감지용 조사광을 발산할 수 있고, 상기 반사체에 의해서 상기 조사광이 측방과 하방으로 차단되어 상방으로 유도될 수 있도록 상기 반사체의 내부에 실장되는 발광부; 및 상기 조사광에 의해 대상물로부터 반사된 반사광을 수광할 수 있도록 상기 제 2 수용부의 내부에 실장되는 수광부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 반사체는, 금속 재질 또는 반사 재질의 반사 벽체와 반사 바닥체로 이루어지는 메탈 쉴드(metal shield)일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 발광부는 상기 제 1 수용부를 통해 노출된 상기 기판 상에 실장되고, 상기 수광부는 상기 제 2 수용부를 통해 노출된 상기 기판 상에 실장될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 근접 센서 장치는, 상기 제 1 수용부의 입구에 설치되고, 상기 조사광 또는 상기 대상물로부터 반사된 간섭광이 디스플레이어의 트랜지스터 부분과 간섭되지 않고 통과될 수 있도록 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 1 필터;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 비간섭 대역대 파장은, 1.2 마이크로미터 내지 1.4 마이크로미터일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 필터는, 상기 디스플레이어의 상기 트랜지스터 부분에 포함된 성분을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 필터는, 적어도 실리콘(silicon) 필터, 필터 온 글라스(Band pass filter On Glass), 실리콘 온 글라스(Silicon On Glass) 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 근접 센서 장치는, 상기 수광부의 입구에 설치되고, 상기 비간섭 대역대 파장만 수광할 수 있도록 상기 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 2 필터;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 근접 센서 장치는, 상기 제 1 수용부의 입구에 설치되고, 상기 발광부에서 발산되어 디스플레이어에 의해 내부에서 반사된 내부 반사광을 차단하는 차단 부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 봉지재는, 상기 디스플레이어의 하방에 상기 디스플레이어와 제 1 이격 거리로 이격되게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 차단 부재는, 상기 내부 반사광을 흡수할 수 있는 흑색 재질이고, 상면이 상기 디스플레이어와 밀착될 수 있도록 상기 제 1 이격 거리와 동일한 높이로 형성되고, 상기 디스플레이어와의 충격을 완충시킬 수 있도록 탄성 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 차단 부재는, 내부에 관통창이 형성되고, 상기 제 2 수용부의 입구를 둘러싸는 벽체 형태로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 차단 부재는, 내부에 제 1 경사각도로 경사진 경사면이 형성될 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 디스플레이 장치는, 적어도 하나의 트랜지스터 부분이 형성된 디스플레이어; 및 상기 근접 센서 장치;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 디스플레이어는, LCD 디스플레이어 또는 OLED 디스플레이어이고, 상기 트랜지스터 부분은, 상기 디스플레이어의 활성층(Active)을 구동시키는 적어도 하나의 소스(source), 드레인(drain) 및 게이트(gate)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 거리 이미지 시스템은, 상기 근접 센서 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 근접 센서 장치의 제조 방법은, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판에 봉지재를 몰딩하는 단계; 상기 봉지재에 제 1 수용부와 제 2 수용부를 패터닝하는 단계; 상기 제 1 수용부의 내면에 반사체를 형성하는 단계; 및 거리 감지용 조사광을 발산할 수 있고, 상기 반사체에 의해서 상기 조사광이 측방과 하방으로 차단되어 상방으로 유도될 수 있도록 상기 반사체의 내부에 발광부를 실장하고, 상기 조사광에 의해 대상물로부터 반사된 반사광을 수광할 수 있도록 상기 제 2 수용부의 내부에 수광부를 실장하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 근접 센서 장치의 제조 방법은, 상기 기판을 준비하는 단계 이후에, 상기 기판에 집적 회로를 실장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 근접 센서 장치의 제조 방법은, 상기 발광부와 상기 수광부를 실장하는 단계 이후에, 상기 조사광 또는 상기 대상물로부터 반사된 간섭광이 디스플레이어의 트랜지스터 부분과 간섭되지 않고 통과될 수 있도록 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 1 필터를 상기 제 1 수용부의 입구에 설치하고, 상기 비간섭 대역대 파장만 수광할 수 있도록 상기 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 2 필터를 상기 수광부의 입구에 설치하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사체를 이용하여 봉지재나 기판 방향으로의 광투과를 방지하고, 차단 부재를 이용하여 크로스톡 현상을 방지할 수 있고, 제 1 필터 또는 제 2 필터를 이용하여 플릭커 현상 등 간섭광에 의한 디스플레이어의 오동작을 방지할 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 근접 센서 장치 및 디스플레이 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 근접 센서 장치를 나타내는 확대 단면도이다.
도 3 내지 도 9는 도 1의 근접 센서 장치의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 근접 센서 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 근접 센서 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 근접 센서 장치를 나타내는 확대 단면도이다.
도 3 내지 도 9는 도 1의 근접 센서 장치의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 근접 센서 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 근접 센서 장치를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 근접 센서 장치 및 디스플레이 장치를 나타내는 단면도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 근접 센서 장치를 나타내는 확대 단면도이다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 근접 센서 장치는, 크게 발광부(10)와, 수광부(20)와, 봉지재(90)와, 기판(40) 및 반사체(60)를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 기판(40)은 상기 발광부(10)와, 상기 수광부(20)와, 상기 봉지재(90) 및 상기 반사체(60)를 지지할 수 있는 충분한 강도와 내구성을 갖는 구조체일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 기판(40)은 상기 발광부(10) 및 상기 수광부(20)와 전기적으로 연결될 수 있도록 각종 패드나 배선층이나 코어층을 갖는 인쇄회로기판(PDB, Printed Circuit Board)이나 플랙서블 기판일 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기판(40) 상에 상기 발광부(10) 및 상기 수광부(20)가 실장되는 것은 물론이고, 이외에도 상술된 상기 발광부(10) 및 상기 수광부(20)를 제어할 수 있는 각종 집적 회로(70)나 기타 전자 부품들이 실장될 수 있다. 이러한 상기 기판(40)은 도면에 반드시 국한되지 않고 다양한 형태의 기판들이 모두 적용될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 봉지재(90)는, 상기 기판(40) 상에 몰딩 성형되는 것으로서, 각종 몰딩 금형이나 식각이나 레이저 천공 등에 의해 상기 발광부(10)를 수용할 수 있는 제 1 수용부(A)와 상기 수광부(20)를 수용할 수 있는 제 2 수용부(B)가 패터닝될 수 있다.
여기서, 상기 봉지재(90)는 상술된 각종 집적 회로(70)나 기타 전자 부품들을 보호할 수 있도록 이들을 둘러싸는 형상으로 몰딩 성형될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 이러한 상기 봉지재(90)는 EMC(Epoxy Molding Compound) 또는 화이트 EMC일 수 있다.
이러한, 상기 봉지재(90)는 기본적으로 광을 흡수할 수 있는 검은색이나 광을 반사시킬 수 있는 백색 등이 적용될 수 있으나, 상기 봉지재(90)는 상기 기판(40)과 마찬가지로 수지 재질로 이루어지는 것으로서, 수지 재질의 기본적인 성질 때문에 광반사율이 비교적 낮고, 광투과도가 상대적으로 높아서 상기 봉지재(90)와 상기 기판(40)만으로는 원하지 않는 방향으로의 투과광을 완전히 차단할 수 없다.
따라서, 본 발명은 이러한 원치 않는 투과광을 완전히 차단할 수 있도록 상기 발광부(10)를 수용하는 상기 제 1 수용부(A)의 내면에 반사체(60)를 설치할 수 있다.
여기서, 상기 반사체(60)는, 광투과도가 낮고 광반사도가 매우 높은 금속 재질 또는 반사 재질의 반사 벽체(61)와 반사 바닥체(62)로 이루어지는 메탈 쉴드(metal shield)일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 반사체(60)는 상방이 개방된 링 형상의 상기 반사 벽체(61) 및 상기 반사 벽체(61)의 하방에 상기 발광부(10)의 단자를 제외한 나머지 부분에 형성되는 상기 반사 바닥체(62)로 이루어질 수 있는 것으로서, 상기 발광부(10)에서 발생된 광을 반사시켜서 상방으로 유도할 수 있다.
여기서, 상기 발광부(10)는, 거리 감지용 조사광(L1)을 발산할 수 있는 것으로서, 상기 반사체(60)에 의해서 상기 조사광(L1)이 측방과 하방으로 차단되어 상방으로 유도될 수 있도록 상기 반사체(60)의 내부에 실장되는 LED 등의 발광 소자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수광부(20)는, 상기 조사광(L1)에 의해 대상물(M)로부터 반사된 반사광(L2)을 수광할 수 있도록 상기 제 2 수용부(B)의 내부에 실장되는 포토 센서 등의 수광 소자를 포함할 수 있다.
여기서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 발광부(10)는 상기 제 1 수용부(A)를 통해 노출된 상기 기판(40)에 설치된 상기 반사체(60)의 내부에 실장되고, 상기 수광부(20)는 상기 제 2 수용부(B)를 통해 노출된 상기 기판(40) 상에 실장될 수 있다.
그러므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 반사체(60)를 이용하여 상기 봉지재(90)나 상기 기판(40) 방향으로의 광투과를 방지하고, 발생된 광을 오로지 상방으로만 안내할 수 있어서 상기 수광부(20)에 좋지 않은 영향을 주는 크로스톡 현상을 방지할 수 있다.
한편, 이러한 상기 발광부(1)로부터 발생된 상기 조사광(L1) 또는 상기 대상물(M)로부터 반사된 간섭광(L4)은 상기 활성층(A)을 활성화시키는 상기 게이트(G) 및 활성층(A)에 흡수되어 광전효과, 즉 포토 컨덕티브 이펙트(photo conductive effect) 현상에 의해 상기 활성층(A)을 간헐적으로 여기시키고 상기 디스플레이어(3)의 온(On) 또는 오프(Off) 상태에서 상기 조사광(L1)의 온(On) 또는 오프(off)에 따라 화면이 깜박거리는 플릭커(flicker) 현상이 발생되는 문제점이 있었다.
따라서 기존의 거리 감지용 센서는 LCD나 OLED가 완전히 꺼진 상태에서 동작하거나, 거리 감지용 센서가 부착된 부분에 LCD나 OLED와 겹치지 않는 테두리 부분(베젤, bezel)에 설치되었다. 그러므로, 이러한 불필요한 베젤 영역으로 인하여 공간 활용도가 떨어지는 등의 문제점이 있었다.
또한, 기존 거리 감지용 센서의 다른 하나인 거리 이미지 센서는 하나의 상기 발광부(1)와 다수의 픽셀을 갖는 상기 수광부(2), 거리측정부(4)로 구성되며, LCD나 OLED의 하부에 설치될 경우에도 플리커(flicker)를 발생시키므로 이러한 문제점들을 여전히 해소할 수 없었다.
이를 해소하기 위해, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 일부 실시예들에 따른 근접 센서 장치는, 상기 제 1 수용부(A)의 입구에 설치되고, 상기 조사광(L1) 또는 상기 대상물로부터 반사된 간섭광(L4)이 디스플레이어(30)의 트랜지스터 부분(T)과 간섭되지 않고 통과될 수 있도록 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 1 필터(F1) 및 상기 수광부(20)의 입구에 설치되고, 상기 비간섭 대역대 파장만 수광할 수 있도록 상기 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 2 필터(F2)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 디스플레이어(30)는, LCD 디스플레이어 또는 OLED 디스플레이어일 수 있는 것으로서, 상기 트랜지스터 부분(T)은, 상기 디스플레이어(30)의 활성층(AT)(Active)을 구동시키는 적어도 하나의 소스(S)(source), 드레인(D)(drain) 및 게이트(G)(gate)를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 제 1 필터(F1) 및 상기 제 2 필터(F2)는, 상기 디스플레이어(30)의 상기 트랜지스터 부분(T)에 포함된 성분을 포함하는 것으로서, 상기 트랜지스터 부분(T)에 악영향을 줄 수 있는 대역대의 광을 미리 흡수할 수 있다.
따라서, 상기 제 1 필터(F1) 및 상기 제 2 필터(F2)는, 1.2 마이크로미터 내지 1.4 마이크로미터 대역의 상기 비간섭 대역대 파장만 통과시킬 수 있기 때문에, 플릭커 현상 등 간섭광에 의한 디스플레이어의 오동작을 방지할 수 있고, 이로 인하여 제품의 감지 성능을 향상시킬 수 있으며, 정상 작동까지 소요되는 감지 시간을 크게 단축시켜서 제품의 사용을 편리하게 할 수 있다.
특히, LCD나 OLED에서 화소의 발광을 조절하기 위하여 사용되는 TFT는 Poly-silicon을 사용하여 Active area(A)가 형성된다. 또한 poly-silicon은 1.1 마이크로 미터 이하의 파장을 갖는 빛에 반응하며, 1.1 마이크로 미터 이상의 빛에서는 반응하지 않는다.
따라서, 이러한 근적외선에서 비간섭 대역(1.2um ~ 1.4um)대 파장은, 상기 디스플레이어(30)의 상기 트랜지터(T) 부분의 상기 게이트(G) 및 활성층(A)에 흡수되지 않고 그대로 통과하기 때문에 상기 게이트(G)에 의해 활성화되는 상기 활성층(Active area, A)에 영향을 주지 않아서 화면 온/오프 등 모든 경우에도 센서의 동작 중 화면이 깜박거리는 플릭커 현상 등의 오동작을 사전에 방지할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 제 1 필터(F1) 및 상기 제 2 필터(F2)는, 적어도 실리콘(silicon) 필터, 필터 온 글라스(Band pass filter On Glass), 실리콘 온 글라스(Silicon On Glass) 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 밴드패스필터(band pass filter) 또는 장파장패스필터(long wave pass filter)일 수 있다.
이러한 상기 제 1 필터(F1) 및 상기 제 2 필터(F2)는 재질의 특성이나 적층 특성이나 제조 방법 등에 따라서 통과시킬 수 있는 파장의 대역대를 조정할 수 있는 것으로서, 이러한 필터 제조 방법은 이미 공지되어 널리 사용되고 있다. 따라서, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이러한 상기 제 2 필터(F2)는 상기 제 1 필터(F1)와 실질적으로 동일할 수 있다. 그러나, 이에 반드시 국한되지 않고, 예컨대, 플릭커 현상을 줄일 수 있도록 상기 제 1 필터(F1)의 파장 대역은 상대적으로 좁게 형성하고, 대신 상기 제 2 필터(F2)의 파장 대역은 상대적으로 넓게 형성하여 센싱 영역을 넓히거나, 상기 제 2 필터(F2)를 생략하는 것도 가능하다.
도 3 내지 도 9는 도 1의 근접 센서 장치의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 3 내지 도 9를 참고하여 본 발명의 일부 실시예들에 따른 근접 센서 장치의 제조 과정을 설명하면, 먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, PDB나 FPCB 등의 기판(40)을 준비할 수 있다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 준비된 상기 기판(40)에 판독집적회로(ROIC, Readout integrated circuits)나 기타 전자 부품 등의 상기 집적 회로(70)를 먼저 실장할 수 있다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 내부의 상기 전자 부품들을 보호할 수 있도록 몰딩 금형 등을 이용하여 상기 기판(40)에 봉지재(90)를 몰딩할 수 있다.
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 식각이나 레이저 천공이나 기타 몰딩 금형 등을 이용하여 상기 봉지재(90)에 제 1 수용부(A)와 제 2 수용부(B)를 패터닝할 수 있다. 여기서, 상기 몰딩 금형을 이용하는 경우에는 도 5의 상기 봉지재(90) 몰딩 과정이 생략될 수도 있다.
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 수용부(A)의 내면에 미리 제작된 상기 반사체(60)를 삽입하여 설치하거나 또는 금속 패이스트 도포나 도금이나 증착이나 이온 주입이나 기타의 방법을 이용하여 금속 반사층을 형성할 수 있다.
이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 거리 감지용 조사광(L1)을 발산할 수 있고, 상기 반사체(60)에 의해서 상기 조사광(L1)이 측방과 하방으로 차단되어 상방으로 유도될 수 있도록 상기 반사체(60)의 내부에 발광부(10)를 실장하고, 상기 조사광(L1)에 의해 대상물(M)로부터 반사된 반사광(L2)을 수광할 수 있도록 상기 제 2 수용부(B)의 내부에 수광부(20)를 실장할 수 있다.
이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 조사광(L1) 또는 상기 대상물(M)로부터 반사된 간섭광(L4)이 디스플레이어(30)의 트랜지스터 부분(T)과 간섭되지 않고 통과될 수 있도록 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 1 필터(F1)를 상기 제 1 수용부(A)의 입구에 설치하거나 또는 상기 비간섭 대역대 파장만 수광할 수 있도록 상기 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 2 필터(F2)를 상기 수광부(20)의 입구에 설치할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 근접 센서 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 근접 센서 장치의 제조 방법은, 기판(40)을 준비하는 단계(S1); 상기 기판(40)에 봉지재(90)를 몰딩하는 단계(S3); 상기 봉지재(90)에 제 1 수용부(A)와 제 2 수용부(B)를 패터닝하는 단계(S4); 상기 제 1 수용부(A)의 내면에 반사체(60)를 형성하는 단계(S5); 및 거리 감지용 조사광(L1)을 발산할 수 있고, 상기 반사체(60)에 의해서 상기 조사광(L1)이 측방과 하방으로 차단되어 상방으로 유도될 수 있도록 상기 반사체(60)의 내부에 발광부(10)를 실장하고, 상기 조사광(L1)에 의해 대상물(M)로부터 반사된 반사광(L2)을 수광할 수 있도록 상기 제 2 수용부(B)의 내부에 수광부(20)를 실장하는 단계(S6);를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 근접 센서 장치의 제조 방법은, 상기 기판(40)을 준비하는 단계(S1) 이후에, 상기 기판(40)에 집적 회로(70)를 실장하는 단계(S2) 및 상기 발광부(10)와 상기 수광부(20)를 실장하는 단계(S6) 이후에, 상기 조사광(L1) 또는 상기 대상물(M)로부터 반사된 간섭광(L4)이 디스플레이어(30)의 트랜지스터 부분(T)과 간섭되지 않고 통과될 수 있도록 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 1 필터(F1)를 상기 제 1 수용부(A)의 입구에 설치하거나 또는 상기 비간섭 대역대 파장만 수광할 수 있도록 상기 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 2 필터(F2)를 상기 수광부(20)의 입구에 설치하는 단계(S7);를 더 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 근접 센서 장치를 나타내는 단면도이다.
한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 근접 센서 장치는, 상기 제 1 수용부(A)의 입구에 설치되고, 상기 발광부(10)에서 발산되어 디스플레이어(30)에 의해 내부에서 반사된 내부 반사광(L3)을 차단하는 차단 부재(50)를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 봉지재(90)는, 상기 디스플레이어(30)의 하방에 상기 디스플레이어(30)와 제 1 이격 거리로 이격되게 설치되는 것으로서, 상기 차단 부재(50)는, 상기 내부 반사광(L3)을 흡수할 수 있는 회색이나 흑색 재질이고, 상면이 상기 디스플레이어(30)와 밀착될 수 있도록 상기 제 1 이격 거리와 동일한 높이(H)로 형성되고, 상기 디스플레이어(30)와의 충격을 완충시킬 수 있도록 탄성 재질로 이루어질 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 차단 부재(50)는, 내부에 관통창이 형성되고, 상기 제 2 수용부(B)의 입구를 둘러싸는 벽체 형태로 형성될 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 차단 부재(50)는, 내부에 제 1 경사각도(K1)로 경사진 경사면(51)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제 1 경사각도(K1)는 상기 디스플레이어(30)의 주광축을 기준으로 하는 것으로서, 각도가 너무 작으면 상기 내부 반사광(L3)을 차단하는 효과는 높으나 그 대신 정상적인 상기 반사광(L2)의 수광량이나 수광 범위가 줄어들 수 있고, 각도가 너무 큰 경우에는 반대로 상기 반사광(L2)의 수광량이나 수광 범위는 증대되지만 상기 내부 반사광(L3)을 차단하는 효과는 떨어질 수 있다.
따라서, 반복적인 실험 결과, 상기 제 1 경사각도(K1)는 35도 내지 55도일 수 있다.
그러므로, 상기 내부 반사광(L3)을 차단할 수 있는 상기 차단 부재(50)를 이용하여 크로스톡 현상을 방지할 수 있고, 상기 차단 부재(50)의 완충 작용을 이용하여 열적 변형이나 외부 충격에도 감지의 정밀도나 부품의 내구성을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 디스플레이 장치 및 거리 이미지 시스템은, 적어도 하나의 트랜지스터(T) 부분이 형성된 디스플레이어(30) 및 상기 디스플레이어(30)의 하방에 설치되는 상술된 상기 근접 센서 장치를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 거리 측정용 센서는 도면에 반드시 국한되지 않고, 거리 이미지 센서 등 다양한 센서가 모두 적용될 수 있다.
한편, 본 발명은 상술된 본 발명의 근접 센서 장치를 포함하는 거리 이미지 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 상기 거리 이미지 시스템은, 본 발명의 근접 센서 장치를 이용하여 거리를 나타내는 이미지 정보를 생성할 수 있는 시스템일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
M: 대상물
10: 발광부
20: 수광부
30: 디스플레이어
40: 기판
50: 차단 부재
51: 경사면
H: 높이
K1: 제 1 경사각도
60: 반사체
61: 반사 벽체
62: 반사 바닥체
90: 봉지재
A: 제 1 수용부
B: 제 2 수용부
L1: 조사광
L2: 반사광
L3: 내부 반사광
L4: 간섭광
F1: 제 1 필터
F2: 제 2 필터
T: 트랜지스터 부분
AT: 활성층
S: 소스
D: 드레인
G: 게이트
10: 발광부
20: 수광부
30: 디스플레이어
40: 기판
50: 차단 부재
51: 경사면
H: 높이
K1: 제 1 경사각도
60: 반사체
61: 반사 벽체
62: 반사 바닥체
90: 봉지재
A: 제 1 수용부
B: 제 2 수용부
L1: 조사광
L2: 반사광
L3: 내부 반사광
L4: 간섭광
F1: 제 1 필터
F2: 제 2 필터
T: 트랜지스터 부분
AT: 활성층
S: 소스
D: 드레인
G: 게이트
Claims (19)
- 기판;
상기 기판에 형성되고, 제 1 수용부와 제 2 수용부가 패터닝되는 봉지재;
상기 제 1 수용부의 내면에 형성되는 반사체;
거리 감지용 조사광을 발산할 수 있고, 상기 반사체에 의해서 상기 조사광이 측방과 하방으로 차단되어 상방으로 유도될 수 있도록 상기 반사체의 내부에 실장되는 발광부;
상기 조사광에 의해 대상물로부터 반사된 반사광을 수광할 수 있도록 상기 제 2 수용부의 내부에 실장되는 수광부;
상기 제 1 수용부의 입구에 설치되고, 상기 조사광 또는 상기 대상물로부터 반사된 간섭광이 디스플레이어의 트랜지스터 부분과 간섭되지 않고 통과될 수 있도록 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 1 필터; 및
상기 제 2 수용부의 입구에 설치되고, 상기 비간섭 대역대 파장만 수광할 수 있도록 상기 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 2 필터;를 포함하고,
상기 제 2 필터의 파장 대역은, 상기 제 1 필터의 파장 대역 보다 상대적으로 넓게 형성되는, 근접 센서 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 반사체는, 금속 재질 또는 반사 재질의 반사 벽체와 반사 바닥체로 이루어지는 메탈 쉴드(metal shield)인, 근접 센서 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광부는 상기 제 1 수용부를 통해 노출된 상기 기판 상에 실장되고,
상기 수광부는 상기 제 2 수용부를 통해 노출된 상기 기판 상에 실장되는, 근접 센서 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 비간섭 대역대 파장은, 1.2 마이크로미터 내지 1.4 마이크로미터인, 근접 센서 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 필터는, 상기 디스플레이어의 상기 트랜지스터 부분에 포함된 성분을 포함하는, 근접 센서 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 필터는, 적어도 실리콘(silicon) 필터, 필터 온 글라스(Band pass filter On Glass), 실리콘 온 글라스(Silicon On Glass) 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는, 근접 센서 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 수용부의 입구에 설치되고, 상기 발광부에서 발산되어 디스플레이어에 의해 내부에서 반사된 내부 반사광을 차단하는 차단 부재;
를 더 포함하는, 근접 센서 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 봉지재는,
상기 디스플레이어의 하방에 상기 디스플레이어와 제 1 이격 거리로 이격되게 설치되는, 근접 센서 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 차단 부재는,
상기 내부 반사광을 흡수할 수 있는 흑색 재질이고, 상면이 상기 디스플레이어와 밀착될 수 있도록 상기 제 1 이격 거리와 동일한 높이로 형성되고, 상기 디스플레이어와의 충격을 완충시킬 수 있도록 탄성 재질로 이루어지는, 근접 센서 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 차단 부재는, 내부에 관통창이 형성되고, 상기 제 2 수용부의 입구를 둘러싸는 벽체 형태로 형성되는, 근접 센서 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 차단 부재는, 내부에 제 1 경사각도로 경사진 경사면이 형성되는, 근접 센서 장치. - 적어도 하나의 트랜지스터 부분이 형성된 디스플레이어; 및
제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항, 제 9 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 12항 및 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 근접 센서 장치;
를 포함하는, 디스플레이 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 디스플레이어는, LCD 디스플레이어 또는 OLED 디스플레이어이고,
상기 트랜지스터 부분은, 상기 디스플레이어의 활성층(Active)을 구동시키는 적어도 하나의 소스(source), 드레인(drain) 및 게이트(gate)를 포함하는, 디스플레이 장치. - 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항, 제 9 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 12항 및 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 근접 센서 장치를 포함하는, 거리 이미지 시스템.
- 기판을 준비하는 단계;
상기 기판에 봉지재를 몰딩하는 단계;
상기 봉지재에 제 1 수용부와 제 2 수용부를 패터닝하는 단계;
상기 제 1 수용부의 내면에 반사체를 형성하는 단계;
거리 감지용 조사광을 발산할 수 있고, 상기 반사체에 의해서 상기 조사광이 측방과 하방으로 차단되어 상방으로 유도될 수 있도록 상기 반사체의 내부에 발광부를 실장하고, 상기 조사광에 의해 대상물로부터 반사된 반사광을 수광할 수 있도록 상기 제 2 수용부의 내부에 수광부를 실장하는 단계; 및
상기 발광부와 상기 수광부를 실장하는 단계 이후에, 상기 조사광 또는 상기 대상물로부터 반사된 간섭광이 디스플레이어의 트랜지스터 부분과 간섭되지 않고 통과될 수 있도록 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 1 필터를 상기 제 1 수용부의 입구에 설치하고, 상기 비간섭 대역대 파장만 수광할 수 있도록 상기 비간섭 대역대 파장만 통과시키는 제 2 필터를 상기 수광부의 입구에 설치하는 단계;를 포함하고,
상기 제 2 필터의 파장 대역은, 상기 제 1 필터의 파장 대역 보다 상대적으로 넓게 형성되는, 근접 센서 장치의 제조 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 기판을 준비하는 단계 이후에, 상기 기판에 집적 회로를 실장하는 단계;
를 더 포함하는, 근접 센서 장치의 제조 방법. - 삭제
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| KR1020190020771A KR102160740B1 (ko) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | 근접 센서 장치와, 디스플레이 장치와, 거리 이미지 시스템 및 근접 센서 장치의 제조 방법 |
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| KR1020190020771A KR102160740B1 (ko) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | 근접 센서 장치와, 디스플레이 장치와, 거리 이미지 시스템 및 근접 센서 장치의 제조 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009158569A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Seiko Instruments Inc | 光検出半導体装置、光検出装置、及び画像表示装置 |
| JP2013161808A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Panasonic Corp | 携帯端末装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101971669B1 (ko) * | 2015-12-09 | 2019-04-23 | (주)파트론 | 광학 센서 패키지 |
| US10268884B2 (en) * | 2016-01-29 | 2019-04-23 | Synaptics Incorporated | Optical fingerprint sensor under a display |
-
2019
- 2019-02-21 KR KR1020190020771A patent/KR102160740B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009158569A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Seiko Instruments Inc | 光検出半導体装置、光検出装置、及び画像表示装置 |
| JP2013161808A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Panasonic Corp | 携帯端末装置 |
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